Aurelian Vlase Tehnologia Constructiilor de Masini PDF [PDF]

Zitiervorschau

AURELIAN VLASE Tehnologia construcfiilor de masini

•

.. '

'

•

.

..

'!'J.t·'

.

1· l \'

~

'•

.

l

I

I, t1'• I

'

MACHINF3 BUILDING TECHNOLOGIES This study offers a workpieces classification, the standard technological process, the selection of the semi-finished products, the processing precision, the qual it)' of the surfaces, the essential principles in technological processing design, the methods of economical variants selection, the processing technology on control-program machines, on automatic control gear systems and flexible systems of manufacturing. On the other hand, this work presents the processing technologies of the plane, cylindrical and conical external and internal surfaces, the guidings, shaped-surfaces, fillets, gears, harmonic transmissions and i)'arallel and crossed axle workpieces, by turning, milling, shapping, grinding and smoothing processes. ~ For each type of workpiece the functional parts are shown, as well as the materials, the semi-finished products, the porcess methods, the chipping conditions, for turning and smoothing. The present study is addressed to all kinds of designing engineers, to the building machines technology engineers and to all the students of the technical faculties, in state or private universities. '

CONTENTS

.. I. ..,

-. •

....

-" .

--

•

-

t

1

•

'

6,

-

'•-J

.

-

..-

'-

-

-

'

-

I

.

•••

--.

.. L "'•

.,

-.

1-+. 15. -~

1 '-' .

17.

Common problems of machine building technologies . . .. . . ~. . . . . . . . . W orkpieces classification, standard technological process and selection of the semi-finished parts . . . . . ~ . . . . . . . ~ . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . . . • . P roce SS mg precision . . .. . . . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Processed surfaces quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principles and fundamental problems in technological design and structure . \f ethodologies for the economical variants selection of technological process T echnological processes 011 control progran1n1e machines . . . . . . . . . . . . Processing technology on automatic control systems and flexible systems ..... Processing technologies of the plane surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Processing technologies of the cylindrical and conical surfaces Processing technologies of the internal cylindrical and conical surfaces Processing technologies of the guidings workpieces ~· Processing technologies of the shaped-surfaces _ Processing technologies of the fillets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Processing technologies of the gears . . . . . . . . . . . . Technology of the harmonic transmissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T ei...~u~,.:~ogy the parallel and crossed axle workpieces . . . . . . . . . . . . . r

or

•

•

•

•

•

•

•

•

~

•

•

•

, I

. ~ . . 11

'

,.

.;

t. .t. {I•

. . . . . . . . ... . .

. . 42 . . 50 . I 19 . 137 206 . 214 270 . . . 285 . 301 . 337 . 363 ~ 381 . . . 393

·~· . l

\.

II·· ; ~ I .. \1.l tl.

,,

..... 1

l

.

'

•

'

I

t·:.t

•

~I

1 l

l

',••.

••ll

·~.• I . ,.,.

~

•

•

•

41.9

. . . 476 . . .

Prof. univ. dr. ing.

Aurelian Vlase

~;

.

. \.

•;-

f1 . (

l

t... . /.....

·~ '

... '

•

.

.

1I

(. \~

•

~,.

• I

..}

• I

, ..,

J!

'

,.

I

r

I

I•

.

", '

,.

.

1 I

I,

i I

I I

I a

''·••

..

"t

••f • lt

ft

Itf': 1 !j

EDITURA TEHNICA Bucuresti - 1996

Ul

::n •·t.

'.

.... .'

.

• ' I

' .·

.-J''•· ;

,•

"

'f

'

:.·

l

I

•

;~

•'

.. -

-.

'

I

,

'

I

.

•'

l

Copyright © 1996, Editura Tehnlea Toate drepturile asupra acestei edltii sunt rezervate edirurii

Adresa: EDITURA TEHNICA Piaja Presei Libere, 1 33 Bucuresti, Romania Cod 71341

G 1. f E.R. 2005

.. .

:.r· ' ' -

.., . . . ...

..

'

·~.('-

!

:. ';'

i"':

~.

in lucrare se grezinta clasificarea pieselor, procesele tehnologice tip, alegerea sernifabricatelor, precizia de prelucrare, calitatea suprafejelor prelucrate, principii de baza in proiectarea proceselor tehnologice, rnetodologia de selectare a variantei economice, tehnologia prelucrarilor pe masini cu cornanda program, pe linii automate si cu sisteme flexibile de fabricajie. Apoi se trateaza tehnologiile de prelucrare a suprafetelor plane, cilindrice ~i conice exterioare ~i interioare, a ghidajelor, a suprafetelor profilate, a filetelor, a rojilor dinjate, a transmisiilor armonice si a pieselor cu axe paralele si incrucisate prin strunjire, frezare, rabotare, brosare, rectificare, netezire. La fiecare tip de piese se arara rqlul functional, materialele si semifabricate]e utilizate, metodele de prelucrare indicate, · regimurile de aschiere recornandate la degrosare ~i finisare ~i rugozitatile prescrise. Lucrarea este adresata tutror inginerilor proiectanji, tehnologi sau constructori de masini, precum si studenjilor de la toate facultatile tehnice de stat sau particulare.

t

• '

i

I

I

'

.,.

f.

...

>

l

918512

Editor: ing. Maria Antoinette Ionescu Tehnoredactor: V. E. Ungureanu

Editare computerizata: ing. Ruxandra Morar Coperta: Simona Dumitrescu

\

• Bun de tipar: 25.03.1996. Coli de tipar: 31,45 C.Z.U.:: 621.9 ISBN: 973-31-0777-8

I

I •

l

•

I }

•

PREFATA

A

.

tehnologia construqiilor de masini se analizeazd ~i se prezinta modul de aplicare stiintifica a proceselor de prelucrare si asamblare a pieselor de masini, in vederea obtinerii unor produse de u11 fna/t nivel tehnic si la un cost de productie minim. Disciplina "Tehnologia constructiilor de masini ''a aparut din necesitatea de a se fnlocui vechile metode si procedee tnestesugaresti de prelucrare a metalelor §i s-a transformat in stiintii, prin crearea ~i fundamentarea unei ba:e stiintifice a cunostintelor acumulate de-a lungul anilor . .!11 secolul in care traim, cand apar mereu metode avansate de lucru si cand au devenit deosebit de acute cerintele tn ce priveste calitatea produselor fabricate si eficacitatea economica a proceselor de productie aplicate, crearea stiintei tehnologice a devenit o stricta necesitate. Efortul comun al cercetdrilor si specialistilor este fndreptat spre. obtine,. ea unor produse competitive, care sa poata piitrunde usor iii sfera schimburilor intemationale. Astiizi, pe piata mondiala cd$tiga ace/a care poate realiza, intr-un timp cat mai scurt posibi l, cu cheltuieli minime, produse superioare celor existente ~i c11. preturi de vanzare reduse. Pentru realizarea acestor dezlderate, inginerii specialisti din domeniul constructiilor de masini trebuie sa aibd, pe .1a11ga_ pregatirea ·genera/a . de specialitate, §l o pregatire temeinica in domeniul fiticii corpului solid, al . rezistentei · materiaielor, teoriei mecanismelor, · teoriei C()lftportarii .ptastice a materialelor, teorieifrecdrii ·1i a uzafii, teoriei a~chi~i me~q,~elor etc. · Aceste cunostinte dau posibilitatea ingineruluitehnolog Sd gdseascd cele mai potrivite soliqii tehnologice pentru a putea riispunde problemelor pl! care le, ridicd industria noastra constructoa·re de masini. Tratatul de "Tehnologia constructiilor de masini "contine, in principal, urmdtoarele parfi mari: bazele teoretice ale tehnologiei constructiilor de masini, proiectarea tehnologiilor pe masini-unelte cu comanda dupa program si in special cu comandd numericd, procedee de prelucrare a suprafetelor, te/1110logii de prelucrare pe clase de piese, proiectarea tehnologiilor pe linii automate flexibile si celule flexibile de fabricatie deservite de roboti industriali s.a. Ca urmare a aparitiei unor ca1ti de specialitate din domeniu in care sunt .dervoltate tehnologiile neconventionale, tehnologiile de elaborate a semifabricatelor, tehnologiile de prelucrare a rotilor din/ate .~i ·rehnologiile de montaj, acestea au Jost tratate mai restrdns. !11

.

t·

.....

'

\

.

J

.

'

.

\

-

(

L

.

.

.

.

.

..

Lucrarea este prezentata intr-o formd clara §i concisa, actualizata, §i confine aspecte originate sustinute de experienta acumulata in cercetare, productie si invatamant, in tara ~i strainatate. Tin sa multumesc pe aceasta cale colaboratorilor mei apropiati prof dr. ing, Comeliu Neagu, prof dr. ing. lonel Gavrilas, prof dr. ing. loan Popescu si prof dr. ing, Marian Gheorghe, cu care deseori m-am consultat si am publicat impreuna mai multe carti din domeniul tehnologiei construqiilor de . ' masuu. Exprim, de asemenea, sincere consideratii colegilor din celelaite centre universitare din fara si strainatate care m-au ajutat prin diverse publicatii §i sesiuni stiintifice la pregatirea acestei cdrti. Multumesc anticipat tuturor celor care imi vor transmite propuneri sau sugestii de tmbunatatire a lucrarii, contribuind astfel la ridicarea pregatirii viitorilor ingineri fn profilurile mecanic ~i electromecanic.

Autorul

Bucuresti, 25 martie 1996

, •

•

l

•

CUPRINS

PREF AJA . "1'

•

.

5

1. PROBLEME GENERALE .~LE TEHNOLOGIEI CONSTRUCTIILOR 1.1. Procesul de productie ~i procesul tehnologic . . . . . . . . . . . 1.2. Structura procesului tehnologic de prelucrari mecanice .. ~ . 1.. 3 .. Aspecte legate de orientarea si fixarea sernifabricatelor . . . . 1.4. Caracterizarea tipurilor de producjie in construcjia de masini 1.5. Tehnologicitatea construcjiei pieselor 1.6. Baze si sisteme de baze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DE MA~INI •.•. . . . . . . . . .. . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 11 12 17

~ . . . . .

25

~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26 37

2. CLASIFICAREA PIESELOR, PROCESUL TEHN'OLOGIC TIP ~I ALEGEREA SEl\flF ABRICATELOR •••..••••••.••••••••••.•••••••••••••••• 42 2.1. Clasificarea pieselor ~i procesul tehnologic tip . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2. 2. Considerajii privind alegerea semifabricatelor . . . . · . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 46 r

3. PRECIZIA DE PRELUCRA'RE ••••••••••••••••••••••••••.•••••••••••• 3 .. 1. Nojiuni ce definesc precizia prescrisa §i precizia de prelucrare . . . . .. . . . 3 .2. Definirea erorilor de prelucrare si clasificarea acestora . . . . . . . . . • . . 3. 3. Factori care influenteaza precizia prelucrarii mecanice . . . . . . . . . . . . . 3.4. Precizia geometrics a masinilor-unelte ~ . . . . . . . . . . . . .

... '

'

. . . .

50 50 Sl 56 .58

3 .5. Rigiditatea sistemului tehnologic . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6. Deformajiile termice ale sisternului tehnologic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

60 74

3 .. 7. U zura elementelor sistemului tehnologic . 3.8. Tensiunile interne ale sernifabricatelor . . 3.9. Vibrajiile sistemului tehnologic 3 .10. Determinarea erorii totale de prelucrare . 3.11. Reglarea sistemului tehnologic in vederea

. . . .

. . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 · -e

•

•

•

•

•

•

~

••

'

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

101

'

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . .· . . .105 realizarii preciziei prescrise .. ~ ... ·.113 .

-

4. CALITA TEA SUPRAFEJELOR PRELUCRA TE • • • • • • • • • . • • , • • • • .. . • • • ,. ~ • • • ·11 9 1

4 .1. Definirea calitaJii suprafejelor prelucrate . . . . . . . . . . . . ·. . . . . " . . . . . . . ·1·19 4.2. Factorii care influenteaza rugozitatea suprafetelor prelucrate . . . . . • . . . 121 4.3. Calculul adancimii teoretice a rugozitajii la strunjire . 126 4.4. Calitatea suprafetelor prelucrate cu scule abrazive . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 126 4.5. Influenta rugozitatii suprafetelor prelucrate asupra cornportarii pieselor in exploatare . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.6. Legatura dintre calitatea suprafetelor ~i precizia dimensionala a pieselor de • • ma~1111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 -e

•

•

:

•

-

•

'

!

1

.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

~

•

•

•

•

~

..

5. PRINCIPII

SI PROBLEME

DE BAZA iN PROIECTAREA ~I ORG.ANIZAREA

PROCESELOR TEHNOLOGICE • • • • • • • • • • • • . • • . • • • . • • • • • • • • 5 .1. RestricJii tehnico.-economice ~i sociale la proiectarea proceselor tel1.nologice 5.2. Date initiale n.ecesare proiectarii proceselor tel111ologice 5 .. 3. Principii privind ·alegerea bazelor tehnologice . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. Cotarea function·ala ~i cotarea tehnologica 5.5. Principiile concentr~1·ii ~i diferentierii prelucrarilor , 5 .6. Pri11cipii privind stabilirea procedeelor de prelucrare a suprafe.telor . . . . . .5. 7. Principii privind stabilirea succesiunii operatiilor . . . . . . . . . . . . . . . . .•....•

• • • • 137 . . . . 137 138 . . . . 143 145 147 . . . . ·1.49 . . . . 151

•

'•

.,

8

Tehnologia constructiilor de masini

.5.8. Principii de baza ale tehnologiilor de grup, tipizate §i norrnalizate 5 .9. Calculul adaosurilor de prelucrare ~i al dimensiunilor intermediare . . . . . 5. iO. Calculul regimurilor de aschiere $i al durabilitatii sculei aschietoare · .. . . . . . . . . . . . . __ . . ., . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .,,' . 11 . Normarea _munc11 5.12. Organizarea ~i conducerea proceselor de prelucrare 5 .13. Documentajia tehnologica . . . . . . · . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . 5.14. Utilizarea calculatorului in proiectarea, organizarea ~i conducerea operativa a proceselor tehnologice . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 153 . . . . 157 . 167 . . ,. .. 181 . 184 . . . . 197 . . . . 200 ,

6 • .METODOLOGII DE OPTIMIZARE

A V ARIA!'lTELOR DE PROCES

TEIIN'OLO·GIC • • • . • • • • . • • . • • • • • . • • • • .. . . . . • • . • . . 6.1. Metode rapide de selectare a procedeului economic de prelucrare supraf ete .. . . " . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . . . . . . , . . . 6.2. Calculul costului unei operajii 6.3. Optirnizarea durabilitatii sculei aschietoare din punctul de vedere . .

I

. .

. . . . . • . . . . . 206 a unei . . . . . . . . . . . 206 206 al costului

rnnum a operanei . . . . . . . . . . ,. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . , -'708 6.4. Optirnizarea economica a vitezei de aschiere •........ , . . . . 209 6.5. Calculul ccstului de fabricatie a produseior si selectarea variantei econornice .. ' 210 •

..,

7. TEHNOLOGIA PRELUCRARILOR PE MA~INI-UNELTE CU COI\1ANDA DlJ'PA PROGRAM • _. • . • • • . , • • • • • . • • • • . . . • . . • . • . . . • . • . . " . . . . . • _ 7 .1. Nojiuni generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 .2. Tehnologia prelucrarilor pe masini-unelte cu cornanda prin can1e . . . . . . . 7.3. Tehnologia prelucrarilor pe masini-unelte cu comanda secventiala ~ 7.4. Tehnologia prelucrarilor pe masini-unelte cu comanda prin sablon 7 .5. Tehnologia prelucrarilor pe masini-unelte cu comanda numerica . . . . . . . .

9.1. 9.2. 9.3. 9 .4. 9 .5.

,....

o

~

•

..

•

,

. . . 214 . . . 214 . . . 216 224 - 228 . . . 230

•

•

•

•

•

..

•

•

270

10.3. 10.4. 10 .. 5.

'

~

plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . .. . . . • . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

~ . . • • . . • 285 285 . . . .. ·~ . . 285 . . . . . . . . 288 . . . . . . . . 297 . . . . . . . . 291~· , 298 . . . . . . . ,. 29·9

10.TEHNOLOGIA PRELUCRARII SUPRAFE'fELOR CILINDRICE ~I CONICE EXTERIOARE •••.• , • • • . • . • • • • • . . • • • • . • . • . • . • . . . . . .. • • . . . • . 301 10.1. Rolul functi.onal, formele constructive ~i condiJiile tel111ice de execu1ie a 10.2.

•

. . . . . . . . . . . 270 . 279

SUPRAFETELOR PL1\NE

Nojiuni generate Rabotarea ~i mortezarea suprafetelor Frezarea suprafetelor plane . . . . . Strunjirea suprafetelor plane . . . . Bro~area suprafetelor pla.11e . _ • . . 9.6. Rectificarea suprafetelor plane 9. 7. Netezirea supra,fetelor plane . . . .

"""-'

IN SISTE!\ffi

8.1. Tehnologii de prelucrare pe linii automate . . . . . . . . . . . . 8.2. Tehn.ologii de prelucrare in siteme flexibile de, fabricatie . . . 9. TEHNOLOGIA PRELUCRARII

"$

..,

"

8- TEHNOLOGII DE PRELUCRARE PE LINII AUTOMATE ~I FLEXIBILE DE FABRICA TIE ...•....... ~ .....

•

arborilor . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ~· . . . . . . . . . . . . . Materialele ~i sen1ifabricatele utilizate la arbo·ri . . . . . . . . . . . . . . . . Operatii pregatitoare pentru prefucrarea arborilor ~ . . Tehnologia prelucrarii arborilor prin strunjire . . . . . . . . . . . . . . . . . Tehnologia prelucrarii arborilor p.rin frezare ,

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

301 302 303 306 314

10. 6. Tehnologia prelucrarii arborilor prin brosare . . . ~ .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 10. 7. Tehnologia prelucrarii arborilor prin rectiticare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 I 9 10.8. Tehnologia netezirii arborilor 324 10.9. Caracteristici specifice tehnologiilor de prelucrare a di'scurilor 334

..

9

Cuprins

11. TEHNOLOGIA 'PRELUCRARII

SUPRAFEfELOR CILINDRICE ~I CONICE

INTERIOARE •. .. . . . . • • . • • . . . .. . . . . . . . • . • . . • • . . • • • • . . . • • . . . .• .337

1 I .1. Nojiuni generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 11.2. Prelucrarea alezajelor prin burghiere . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . 337 11.3. Largirea gaurilor ~ 341 11.4. Adancirea .....e~urilor 343 11.5. Adancirea conica .. , 343 11.6. Lamarea 343 11. 7. Alezarea gaurilor cilindrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 11.8. Prelucrarea gaurilor conice . . . . . . . . . . . . . . . .. , . . . . . . . . . . . . . . 347 11. 9. Strunjirea suprafetelor cilindrice interioare . . . . . . . . . . . • . . . . .. . . . . . . 348 11.10. Strunjirea suprafetelor conice interioare 350 11.11. Strunjirea interioara pe masini de alezat ~i frezat orizontale . . . . .. : . • . . . 351 11 . 12. Rectificarea alezajelor ...............................•... 353 11.13. Brosarea alezajelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 356 11.14. Tehnologia netezirii suprafetelor cilindrice interioare 358 t

•••••

12. TEHNOLOGII DE PRELUCRARE A PIESELOR CU GlllDAJE . . . • • • • • • . .. . . • 363 12.1. Rolul functional, formelc constructive ~i condijiile tehnice de execujie a

ghidajelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

I

12.2. Materiale si sernifabricate utilizate la fabricarea ghidajelor . . . . . . . . . . . . . . 366 12.3. Principiile care stau la baza proiectarii tehnologiei de prelucrare a batiurilor . , . 367 12.4. Variante de trasee tehnologice la prelucrarea batiurilor de masini-unelte 368 12 .. 5. Prelucrarile de degrosare $i de finisare prin rabotare a ghidajelor 370 12.6. Prelucrarile de degrosare ~i de finisare prin frezare a ghidajelor 371 12. 7. Prelucrarea suprafetelor frontale de capat ale ghidajelor . . . . . . . . . . . . . . . 374 12.8. Prelucrarea alezajelor principale si a celor de fixare la batiuri 374. 12.9. Tratamentul termic .de detensionare a batiurilor 375 12.10. Prelucrarea fi11a a ghidajelor prin rectificare . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . 376 12.11. Prelucrarea fina a ghidajelor prin razuire 377 12.12. Procedee de durificare a ghidajelor 378 "' 13. TEHNOLOGIA PRELUCRARII PIESELOR CU SUPRAFETE PROF'IIATE .••••••••• 13.1. Prelucrarea suprafetelor profilate prin strunjire . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 13.2. Prelucrarea suprafejelor profilate prin frezare ~ . ~ .. 13.3. Prelucrarea suprafetelor profilate prin rectificare 13.4. Prelucrari de netezire a suprafetelor sferice -.

381 381

385 388 390

14. TEHNOLOGIA PRELUCRARII FILETELOR . • . • . . • • • • . . • . • • • • . . • • • • • • • 393 14. l. Domenii de utilizare, caracteristici constructive ~i condijii tehnice de execujie .. 393

14.2. Tehnologii de 14.3. Tehnologii de 14.4. Tehnologii de 14.5.. Tehnologii de 14.6. Tehnologii de 14.7. Tehnologii de 1

prelucrare a filetelor prin presare volumica 393 prelucrare a filetelor prin strunjire 406 prelucrare a filetelor prin frezare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,. 410 prelucrare a filetelor in vartej prelucrare a filetelor cu scule avand directoarea materializata

prelucrare a filetelor prin rectificare 14.8. Tehnologii de prelucrare a filetelor prin procedee de netezire

15. TEHNOLOG.IA PRELUCR.ARII ROTILOR DINTATE

•..••••••••••••••••••

15.1 .. Nojiuni generate 15.2. Materiale folosite la fabricarea rotilor dinjate 15.3. Metode de obtinere a semifabricatelor pentru roti dintate 15.4. Telmologia fabricarii rojilor dinjate prin deformare plastic! !i I

l I

I

l

413

414 416 418 419

4·19 420

,.

~ . 421 422

-.

10

Tehnologia constructiilor de masini

15.5. 15.6. 15.7. 15.8.

Metoda de Tehnologia Tehnologia Tehnologia

generare prin aschiere a danturii rotilor dinjate cilindrice danturarii prin frezare a rojilor dintate cilindrice danturarii prin mortezare a rojilor dinjate cilindrice danturarii crernalierelor

424 426 437 444

15.9. Tehnologia de prelucrare a rojilor melcate

446

15 .10. Tehnologia de prelucrare a angrenajelor cu profil in arc de cerc . . . . . . 15.11. Tehnologia danturarii rojilor pentru transmisii cu lan; ~i a rotilor de clichet 15·.12 .. Tehnologia de finisare a danturii rojilor dintate cilindrice prin severuire . . 15 .13. Rectificarea rotilor cilindrice . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ~ . . . . . . . . . 15 .14. Tehnologia netezirii rotilor dinjate cilindrice . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 15 .15. Tehnologia de danturare prin aschiere a rojilor dintate con ice . . . . . . . . 15 .16. Rectificarea rotilor dinjate co nice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,. . . 15.17. Netezirea rojilor dinjate conice

. . . 450 .. , 451 . . . 452 . . , 454 . . . ·158 . . . 461 . . . 4 73 474

16. TEHNOLOGIA TRANSMISIILOR .ARMONICE DINTATE .••••........•....• , 16.1. Nojiuni generate _ 16.2. Principiul de functionare al transmislilor armonice 16.3. Cinernatica transmisiilor armonice dintate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 16.4. Aspecte tehnologice legate de fabricajia rotil elastice ~i a rulmenrului elastic .. 16.5. Avantajele ~i dezavantajele utilizarii transmisiilor armonice

..

476 476 476 478 480 483

.

,

l 7 .. TEHNOLOGIA PRELUCRAR.II PIESELOR CU AXE P ..\RALELE ~I iNCRUCI~ATE 17 .1. Tehnologia 17 .2. Tehnologia 17. 3. Tehnologia 17 .4. Tehnologia 17 .5. Tehnologia 17 .6. Tehnologia

prelucrarii prelucrarii prelucrarii prelucrarii prelucrarii preluorarii

bielelor

:. . 484 . . . . . . . . . ~· . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 484

cuzinejilor

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

pistoanelor . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . ~ 489 segmemilor 492 furcilor ~i a crucilor cardanice . . . . . . . . . . . . . . ', . 495 arborilor cotiji . . . . . 500 L

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

BIBLIOGRAFIE

.

•••••••

c

506

••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

. .

.

. ·.

.

.·

..

' I

I

. ..

'.,

.-

..

-

a

Cr o'?S

I;!'

t

7

1

!:CSG'Ctrw

1?#

Ms!'

C'UU&

'.f- ... _.,=-::;;;m_

PROBLEME GENERALE ALE TEHNOLOGIEI CONSTRUCTIILOR DE MASINI

•

1.1. Procesul de productle

§i

procesul tehnologic

Realizarea unui produs intr-o intreprindere constructoare de masini are loc cu participarea directs sau indirecta a unor factori care indeplinesc anumite activitaji sau actiuni bine determinate, la locuri de munca bine precizate, Totalitatea activitatilor sau actiunilor de transformare a materiei prime, materialelor sau semifabricatelor in produse finite formeaza procesul de productie. Produsul fin it este produsul in faza de livrare catre beneficiar ... populajie Sau. alta intreprindere. In aceasta acceptiune produse finite pot fi: piese, subansambluri, ansambluri, masini .. unelte etc. A

Principalele activitdti ce se tndeplinesc in cadrul unui proces de produqie sunr:

•

- activitati de conceptie ~i proiectare a produselor, desfasurate in ateliere de proiectare prototipuri ~i de autoutilare; - activitaji de conceptie si proiectare a tehnologiei de elaborare a semifabricatelor, a tratamentelor termice primare, intermediare ~i finale, desfasurate ln ateliere de proiectare tehnologica pentru prelucrari la cald; - activitati de conceptie ~i proiectare a rehnologiilor de prelucrare mecanica a pieselor, desfasurate in ateliere de proiectare tehnologica pentru prelucrari la rece: , - activitaji de conceptie ~i proiectare a SDV-urilor necesare prelucrarilor la rece ~i la cald, desfasurate in ateliere de proiectare SDV-uri ~i. autoutilari; · .. ' - activita]i de realizare practica a SDV-urilor proiectate, desfasurate in sectii de scularie si de autoutilare; - realizarea semifabricatelor in secjii si ateliere de tumatorie, forja, sudare, tratamente termice prirnare, ateliere de debitare; - prelucrare mecanica a semifabricatelor in sectii ~i ateliere de prototipuri, masiniunelte, prese etc.; _ - tratamente termice intermediare ~i finale, in ateliere de tratamente termochimice: - asamblarea pieselor prelucrate In vederea objinerii de subansambluri, ansambluri, masini-unelte etc., in secjii §i ateliere de montaj (asamblare); - vopsirea pieselor, subansamblurilor, masinilor in scopul conservarii ~i objinerii unui aspect placut, in secjii ~i ateliere de vopsitorie; ,_ controlul tehnic de calitate intermediar ~i final in secjii ~i ateliere productive, laboratoare, servicii de control; , - intretinerea ~i reparajiile utilajelor in sectii ~ i ateliere de intretinere; - activitati de organizarea productiei §i a muncii, desfasurate in cadrul serviciului de organizare;

12

Tehnologia construe/ii/or de masini

- aprovizionarea cu materii prime, materiale, semifabricate, SDV-uri etc. de catre serviciul de aprovizionare; - activitaji de transport in cadrul intreprinderii ~i de· aprovizionare a locurilor de munca, desfasurate de serviciul de transporturi ~i depozite; - activitati administrative ~i sociale, desfasurate de serviciul administrativ: - activitati financiare, analize economice, costuri de producjie, control financiar intern, desfasurate de serviciul financiar; - activitati de contabilitate, desfasurate de serviciul de contabilitate, Se constata din cele prezentate ca activitatile din cadrul unui proces de produejie pot fi grupate in : activita.p de cercetare ~i proiectare, activitaji de baza, activitaJi aux.iliare ~i de deservire. Activitdtile de bazii. sunt activitatile legate direct de transformarea materialelor sau semifabricatelor in produse finite prin modificari de forma, dimensiuni, proprietati si aspect al acestora. Astfel de activitati sunt cele legate de realizarea semifabricatelor (prin turnare·, forjare, presare, sudare etc.), prelucrarea mecanica, asamblarea pieselor etc. Activitdtile auxiliare sunt acelea care pregatesc si inlesnesc realizarea activitajilor de baza, Acestea cuprind activitatile de producere a energiei electrice, aburului, aerului comprimat, intretinerea masinilor-unelte ~i a utilajelor, construcjia si intretinerea sculelor, dispozitivelor si verificatoarelor etc. Activitiitile de deservire constau intr-o varietate larga de servicii care asigura desfasurarea normala a proceselor de baza ~i auxiliare. Dintre acestea, cele mai importante sunt: transportul materiilor prime ~i materialelor, aprovizionarea locurilor de munca cu semifabricate ~i SDV-uri, transportul diferitelor forme de energie, gospodarirea depozitelor, acrivitatea laboratoarelor. Diferitele activitaji prin care se realizeaza procesul de productie in cadrul compartimentelor lntrepriderii se desfasoara pe locuri de muncii, stabilite pe baza unei anumite diviziuni interne a m.uncii. Locul de munca, ca atare, reprezinta acea parte a compartimentului de producjie (sectie, atelier, depozit etc.) caracterizat printr-un anumit spatiu organizat in corcondanta cu diviziunea interna a muncii. Pe un loc de munca i~i pot desfasura activitatea unul sau mai multi muncitori. Totalitatea activitatilor care realizeaza un anumit stadiu al transformarii mareriei prime in produs finit formeaza procesul tehnologic, Deci procesul tehnologic este o parte . din procesul de producjie. De exemplu: procesul tehnologic de elaborare a semifabricatelor (de turnare, de forjare, de sudare, de sinterizare etc.), procesul tehnologic de prelucrari (mecanice, neconvenjionale, prin deformari plastice la rece etc.), procesul tehnologic de control, procesul tehnologic de vopsire, procesul tehnologic de asarnblare etc.

1.2" Structura procesului tehnologic de prelucrarl mecanice

Procesul tehnologic de prelucrari mecanice este eel care inrereseaza eel mai mult pe inginerii specialisti din domeniul constructiilor de rnasini si de accea, in continuare, se prezinta structura procesului tehnologic de prelucrari mecanice. Pentru a prezenta sintetic structura procesului tehnologic s-a intocmit schema din fig. l .1. Operatia este partea procesului tehnologic care se execura asupra unui semifabricat

•

•

13

Probleme generate ale tehnologiei constructiilor de masini Treceri

.•

I

'

r------- -----, t

·Faze

.---.'

active {tehn_ologice) t'

.

I

r----------------, .

t

-

.. --

....... -

.-. ........ -

.................

.

,.

r-------: I

,---J

I

I

c.__.

r------,

'-------..J

•

.... ·~-.-.1'

.

'

-

• '

I

r- ..... - ---•• - - - .,

•

- - - _, - - - - - .. - - - ,

I

,I

•

t

l I... _..,. .. - -· ... -

I

..I

"---- ... -~ .. J

Ji

._._.,...

f

.I

-

I -4

t

Fig.1.1

(sau cateva semifabricate care se prelucreaza simultan) de catre un muncitor (sau grup de muncitori) in mod continuu ~i la acelasi loc de munca, Operatia reprezinta unitatea de baza in pregatirea tehnologica a fabricatiei. Aceasta poate sa contina una sau mai multe prinderi ale semifabricatului, cu condijia de a se pastra continuitatea prelucrarilor. Nu se considera discontinuitate pauzele dintre schimburi sau pauzele de masa, daca piesa ramane pe masina. Faza active este partea operatiei in care se executa, printr-o singura prindere, o suprafata sau mai multe suprafete simultan cu o scula (sau complet de scule ce lucreaza simultan) si acelasi regim de aschiere. Schimbarea unuia dintre elementele ce caracterizeaza faza - prinderea, suprafata, scula, regimul de aschiere - implica schimbarea fazei, Observatii. In normativele de timpi existente, partile operatiei legate de prinderea ~i desprinderea semifabricatelor sunt tratate ca faze auxiliare sau inactive, care se tree in conjinutul operatiilor din planurile de operatii. Considerarea fazelor auxiliare capata importanja ~i mai mare la masinile-unelte automate, unde participa ca $i fazele tehnologice active la intocmirea portprogramelor; de exemplu la trasarea camelor. Trecerea este o parte a fazei active care se executa lntr-o singura deplasare a sculei (sau a mai multor scule) i11 raport cu suprafaja de prelucrat ~i in sensul avansului in care se produce aschierea. In functie de marimea adaosului de prelucrare, acesta poate fi indepartat Intr-o singura trecere a sculei sau in mai multe, la fiecare trecere indepartandu-se un strat de metal de grosime egala cu adancimea de aschiere t. Trecerile sunt elernentele cele mai simple ale operatiei, legate direct de schimbarea formei ~i dimensiunilor semifabricatelor. Md1zuirea este o parte a fazei care contine un grup de actiuni cu o anumita finalitate necesara executarii fazei, rara indepartare de material (aschii), Potrivit definitiei, manuirca este o parte auxiliara, inactiva a fazei tehnologice. Exemple de manuiri: pornirea masinii-unelte; apropierea sculei aschietoare de semifabricat; reglarea cutitului la cota; cuplarea avansului longitudinal sau transversal; decuplarea avansului; retragerea sculei aschietoare; oprirea masinii-unelte; controlul dimensiunii obtinute etc. Miscarea este o parte a manuirii care consta intr-o singura acjiune simpla a rnuncitorului. De exernplu, pentru controlul dimensiunii objinute, manuirea respectiva contine mai multe rniscari: miscarea mainii pana la subler; prinderea . sublerului: deplasarea sublerului ptli1a la semifabricat; cuprinderea semifabricatului intre falcile sublerului §i citirea propriu-zisa a dimensiunii efective; scoaterea sublerului de pe semifabricat; deplasarea sublerului la locul de unde a fost Iuat: degajarea mainii •

A

A

•

,

I

Proces

I_...._..

--

· Miscdri •· I

• ,-------, . I

•

.

-

L .... ~.... --. .. -~ J

-.,.,J

Operatii •

tehnot ogi· c

I

Mnnuiri

t

· I

-

•

'

I

14

Tehnologia constructiilor de maqini

muncitorului; retragerea mainii in pozijia inijiala de la care a plecat. In cazul in care controlul unor dimensiuni se executa de rnuncitor in mod obligatoriu la toate piesele din lot, manuirile respective devin faze auxiliare (inactive) ~i se tree in structura planului de operatii sub denumirea de control intermediar. Controlul executat de un alt individ decat eel care prelucreaza piesa devine operatie de control (de exemplu, controlul final). Iata, deci, ca un control tehnic poate fi considerat: manuire, faza auxiliara sau operatie, in functie de conditiile in care are loc. ,.. In proiectarea proceselor tehnologice de prelucrari mecanice se au in vedere doua principii de baza in stabilirea traseului tehnologic: principiul concentrdrii prelucrdrilor si principiul diferentierii prelucriirilor. Se adopta acel principiu care asigura tehnologia optima din punct de vedere economic. De regula se aplica principiul concentrarii prelucrarilor in cazul productiei de unicate sau individuala, cand se pastreaza continuitatea prelucrarilor pe aceeasi piesa, in cazul productiei de serie mare ~i de masa pe masini automate, la prelucrarea pieselor mari, indiferent de serie, si la. prelucrarea pe masini-unelte agregat cu mai multe capete de forta . ..... In toate aceste situatii prelucrarile se vor face in mai putine operatii, fiecare din acestea conjinand mai multe faze. Principiul diferentierii prelucrartlor se aplica, de regula, in cazul productiei de " serie pe masini universale ~i specializate. In aceste situajii vor rezulta mai rnulte operatii, fiecare cu mai putine faze (uneori o singura faza) pentru a se pastra reglajul sculelor. A

Pentru injelegerea mai buna a acestor nojiuni de baza in intocmirea unui traseu. tehnologic se vor prezenta in tabelele 1.1 si 1. 2 doua variante tehnologice pentru piesa din fig.1.2. Se constata o concentrare a prelucrarilor la operajia 2, deoarece se pastreaza continuitatea lucrului pe aceeasi piesa ~i la acelasi loc de munca, Daca piesa finita este supusa in exploatare la uzare sau alte solicitari, se mai poate introduce o operatic de tratarnent termic inaintea rectificarii, Se observa ca la strunjirile de finisare $i la rectificare semifabricatul a fost prins intre varfuri, pentru a se asigura concentrlcitarea tuturor suprafejelor.

A ~

• •

'

1,5,.fr5°

/

.

~,5x1t.5°

/ ....

~Lr

3,2 .

.

.

'

.

.

OJr

.

.11 '

• '\n•

•

•

v.

u

•

•

• tn

.

'"O

C:-4

"'.:'Q

"

r ' I'

.

...

.

11

3

.

•

'

' '\I

"'-

....

L3:_____

•

••

l4

•

.

l

•

I .

2 (

•

•

•

.

"'"" ~

..

..

. ""O

·'t)

A.

.

.,..

'II

f'

-

A-A

1 x4.5 °

-

'

l,

.

.

'

•

•

•

Fig. 1.2

'>

--· .

•.

Probleme generate al« tehnologiei construcfiilor de masini

Varianta intai de traseu tehnologic -.-· pentru prelucrarea unel singure bt1cati a piesel din fig. 1.2 · ... -·- .. -· . . .. -· ... ·-- .. . . - - -- -

Tabelul 1.1 ...

,

'"""

,

•

,

"

· Operatia nr.

--······--

f

-··----

-

.. .--. ......

-·

·-·-----·-"'

_.......,__

•

•

-

#.

.

.

-

'

Denurnirea fazelor .

-

Prinderea barei in dispozltiv 1) Debitarea la lungimea L plus adaosul de prelucrare frontala ' b) Desprinderea barei a)

l '

'

-

-

a) Prinderea semifabricatului

1) Strunjirea frontala Ja un capat 2) Executarea gaurii de centrare 3) Strunjire de degrosare d2 x (L - Ii) 4) Strunjire de degrosare d, x /1 b) Desprindere, lntoarcere, prindere pe d25) Strunjire frontala la cora L

-'

I

'

•

6) Executarea gaurii de centrare 7) Strunjire de degrosare d3 x 12 c) Desprindere, orientate ~i fixare tntre vdrfuri 8) Strunjire finisare d, .x 11 cu adaos penrru rectificare 9) Strunjire finisare d2 Ja gata l 0) Stunjire finisare d3 • x 12 cu ados pentru rectificare 11) Tesire 2,0 x 45 ° (adanca 1,5 + adaosul de rectificar) 12) Tesire 1 x 45 c 13)Te~ire 1 x45° 14) Tesire 2,0 x 45° (adanca 1,5 +. adaosul de rectificat) 15) Degajare a, x 2 16) Degajare d.s x 3 d) Desprinderea semifabricatului

2

'

.

a) Prinderea semifabricatului in dispozltivul de frezat "'\

1) Frezar canal pana b) Desprinderea semifabricatului

.)

••• .

a) Prinderea semifabricatului intre varfuri pe masina de rectificat l) Rectificarea d 1 x l1

4

2) Rectificarea d3 x 12 b) Desprinderea piesei

-

-

-

-s

--

Control final .....

-

--

-

'

.

'

..

-

Tabelul 1.2 Varianta a doua de traseu tehnologlc . . ··-. pentru prelucrarea unui lot de 100 de piese din fig:· 1.2 .

-

Operatia 1

I•

Denumirea . fazelor

11r. -

.

I

-

2

'

-

-

.

.

--

.

'

-

barei in dispozitiv l) Debitarea la lungimea .L plus adaosul de prelucrare frontala

a) Prinderea

1

b) Desprinderea barei

'

a) Prlnderea semifabricatului

2

1) Strunjirea frontala la un capat - 2) Executarea gaurii de centrare ..

~

-

-

..

•

16

Tehnologia construe/ii/or de masini ---------.---------~------1 ..

2

Tabelul 1.2 (continuare}

2

;

3) Strunjire de degrosare d2 x (L - l~ 4) Strunjire de degrosare d1 x /l b)

Desprinderea semifabricatuud

r

,

'

Prinderea semifabricatului pe d2 .1) Strunjire frontal! la cota L 2) Executarea gaurii de centrare 3) Strunjire de degrosare d3 x 12 a)

3

b)

Desprinderea semifabricatului

a) Prinderea semifabricatutu! intre varfuri

4

'r'

1) Strunjire de finisare d, x /1 cu adaos pentru recrificare 2) Strunjire de finisare d2 la gata 3) Stunjire de finisare d3 x /2 cu ados pentru rectificare b) Desprinderea semifabricatului

Prinderea semfabticatutui intre varfuri 1) Tesire 2,0 x 45 ° (adanca 1.5 + adaosul de rectificat) 2) Tesire l x 45 ° 3) Tesire 1 x 45 ° 4) Tesire 2 x 45° (adanca 1,5 + adaosul de rectificar) a)

'

5

5) Degajare d4 x 2 6) Degajare d5 x 3 b) Desprinderea semifabricatutui a) Prinderea

6

semifabricatului

t11

dispozltivul

r'

de Irezat

l) Frezat cana I pana b) Desprinderea semifobricatuiui

semifabricatului intre varfuri pe masina de rectificat Recriflcarea d, x /1 ~ ~-

a) Prinderea

7

1)

b) Desprinderea semifabricatului

8

~·~1

a) Prinderea semifabricatuiui tntre vdrfuri pe masina de rectificat, tntoarcere la 180° 1) Rectificarea d3 x l2

b) Desprinderea semifabricatului .

9

.

.

Control final

·'"-----------~----------------------------~---~~~--~~------

Se cons ta ta ca operajia 2 de la varianta intai s-a transforrnat in patru operatii, Deci s-a aplicat principiul. diferentierii operatiilor, pentru a nu se schimba reglajul unor scule pana nu se prelucreaza tot lotul de piese, Acest mod de a proceda, atunci cand se lucreaza cu 1oturi de piese, conduce la reduceri insemnate de timpi auxiliari. Deci in cadrul variantei a doua se realizeaza fiecare operatic pe tot lotul de piese. De exernplu la operatia 4 se fac numai strunjirile de finisare Ia tot lotul si apoi se trece la operatia 5, in care se fac numai tesirile ~i degajarile la tot lotul. In cadrul rectificarilor, se regleaza masina-unealta ~i se rectifica numai fusul d, la tot lotul §i dupa aceea se face un nou reglaj al masinii ~i se rectifies numai fusul d3 la tot lotul. Astfel, traseul tehnologic prevede doua operajii distincte. A

Probleme generate ale tehnologie! constructiilor de masini

17

--~~··~~~~~~~~~~--~-------~~~~~~~~~~----~~~~ 1.3. Aspecte legate de orientarea~i fixarea semifabricatelor

Din cele prezentate in cadrul structurii procesului tehnologic se constata ca, in continutul operajiei, pot intra atat faze tehnologice - active, cat si faze auxiliare -inactive, ca: prinderea semifabricatului, controlul intermediar, desprinderea semifabricatului etc . . . Prinderea semifabricatului presupune mai intai orientarea Iui in raport cu traiectoria sculei aschietoare si apoi fixarea pentru a se conserva orientarea sernifabricatului in timpul prelucrarilor.

-

-

·-'

-

•

•

•

.

[2 -

I

l

Fig. 1.4

.

r

!I

'

I

-

2]

' ~

•

•

.

-

J

'

.

.

~

l1

1'1.

-

(2 1 [11·

Fig. 1.3

-

'

•[3] -

\,,,,

'

-

l

t •

Fig. 1.5

,.,

·~

-.

In cazul pieselor prismatice, orientarea presupune asezarea si pozijionarea acestora ca in fig. 1~3. In cazul pieselor de revolujie, cu Iungimea de prindere mai mare ca diametrul, orientarea se face printr-o dubla ghidare (centrare) $i un sprijin, ca in fig. 1.. 4~ " In cazul pieselor disc (cilindrice scurte), cu inaltimea rnai mica ca diametrul, orientarea presupune o asezare ~i o centrare i11 p lan ca in fig. I. 5. Pentru realizarea cotei Ii, la piesa din fig. 1. 3, se foloseste o baza de asezare sirnbolizata cu simbolul [J], care leaga trei grade de libertate ale piesei (o translatie ~i doua rotajii). In existenja bazei de asezare [ 1], pentru realizarea cotei /1 se foloseste o baza de ghidare simbolizata cu. simbolul [2], care mai leaga doua grade de libcrtate ale piesei (o translajie ~i o rotajie). In existenja celor doua baze, pentru realizarea cotei 13 se mai foloseste o baza de sprijin simbolizata cu simbolul [3], care Ieaga eel de-al 6-lea grad de liberate al piesei. A

A

A

In fig. 1.4, axa piesei este materializata prin folosirea universalului de la rnasina de strunjit, simbolizat cu simbolul [J.], care Ieaga patru gade de liberate (doua translajii ~i doua rotatii), pentru suprafejele cilindrice lungi (l ~ d). Pentru realizarea cotei l se mai ~. roloseste o baza de sprijin sirnbolizata cu simbolul [2J, care mai leaga un grad

•

'·.

4o

·

Reazem cu suprafaja

•

3

sferica interioara fix

•

folosind reazern sferic • • mtenor

Baza de

Mecanism aurocentrant cu conuri interioare

•

centrare ~· •••

spnjm

• Mecanism de centrare cu falci

Orienrarea pe o suprafat~ sferica exterioara, ·tara joc functional, folosind reazeme mobile simultan pe. aceeasi directie

3t

1

Baza de

1t .

•••

spnjm

Baza de 3

3t

'

•

centrare

~t

•••

spnjm

rt:::. " . • • • . :::J

J.

.

Orientarea pe o supra-

fara

sferica interioara, 41 fara joc functional, folosind reazem sferic

Reazem fix cu suprafata sferica exterioara cu R reazem > R sfcra

Baza de 3

3t

s1•

centrare ••• spnjm

exterior fix

,,.. \

Orientarea pe o suprafata sferica interioara 42 Iara joc functional,'

Reazem mobil cu suprafaja sferica exterioara R reazem > R sfera

folosind reazem sferic

.... -

. ·IDObil

•·

I

2

Baza. de centrare

2t

• ."

..

Orientarea pe o suprafat! sferica interioara 43 cu joc functional, · folosind reazem sferic

•

.

Reazem fix cu suprafa-

. ti sferica exterioara

.

Dazi. de

3

lt

· , centrare . '

s•

•

•••

sprijin

fix •

Orientarea pe suprafe-

te cilindrice canelate interioare sau exrerioa. 44 ·. re lungi cu joc func. jional, cu centrare pe diametrul exterior, interior sau pe caneiuri

Ax canelat 'lung

Baza dubla

5

de centrare 3r+2t .· si baza de •••

spnjm Bucsa canelf.t.1 lungl

... .

'·'••

.

Tehnologia constructiilor de masini

24

Tabelul 1.3 (eontinuare}

0

3

2

1

4

5

6 •

•

• •

Ax canelat scurt

'

•

Orientarea pe suprafefe cilindrice canelate • • • mtenoare sau extenoa45 re scurte cu joc functional, cu centrare pe diametrul exterior, interior sau pe caneluri

·+·

"

\

. ' .'

Baza de

0

3

lr+2t · centrare ••• spnjm

•

$1

. I

.,,, /

Bucsa canelata scurta •,•

•

Ax conic canelat Jung.... · Baza dubla

Oriemarea pe supra .. fatele conice canelate 46 interioare sau exterioare lungi, tar.a joc functional

6

de centrare 3r+ 3t · si baza dubla de ••• spnjm

Bucs~ conics cane lata lunga

·>

,. •

Ax conic canelat scurt

'•'

Orientarea pe suprafete conice canelate • • • 47 mtenoare sau extenoare scurte, tara joc functional

Baza de

centrare si baza dubla de sprijin •

4 •

1r+3t

. .

'

Bucsa conica canelata scurta

Observatie.

S-au utilizat prescurtarile:

r-roratie: t-translatie.

•

~.--..--. .-~·-....................... _...

-=~

25

Probleme generate ale tehnologiei construe/ii/or de masini

1.4. Caracterizarea tipurilor de productie in constructia de masini .

1.4.1. Caracterizarea productiei individuate ...

In cazul productiei de unicate se evidenjiaza urmatoarele caracteristici: prelucrarile se fac individual, pe o piesa sau cateva piese; exista o nomenclatura variata de piese; se utilizeaza masini-unelte ~i SDV-uri cu caracter universal; nu exista o perspectiva de repetare a prelucrarii acelorasi piese; coeficientul de incarcare a masinilor ... unelte este redus: documentajia tehnologica este surnara, la nivelul fisei tehnologice; nu se calculeaza regimurile de aschiere (in majoritatea cazurilor se lasa la latitudinea lucrarorului), cu excepjia pieselor de dimensiuni mari ~i cornplexe: normarea timpilor se face prin metoda comparatiei sau dupa normative pentru productie de unicate; se utilizeaza larg trasarea inaintea prelucrarilor mecanice; reglarea sculelor aschietoare la cou se face prin aschii de proba sau dupa trasaj; lucratorii trebuie sa aiba calificare ridicata; amplasarea masinilor-unelte se face pe grupe omogene de masini; semifabricatele se realizeaza cu o precizie relativ scazuta, de exemplu turnarea in forme din amestec de forrnare nepermanente, forjarea Iibera, debitarea etc.: realizarea asamblarilor se face prin metoda ajustarilor. ,

. ...

4

1.4.2. Caracterizarea productiilor de serie mica

§i

serie mijlocie

A

In cazul prductiilor de seric mica §i serie mijlocie sc evidenjiaza urrnatoarele caracteristici: prelucrarile se fac pe Ioturi de piese de acelasi fel; exista o nomenclatura medie de piese: exista perspectiva repetarii periodice a fabricarii acelorasi piese; se utilizeaza rnasini-unelte §i SDV-uri universale ~i specializate; coeficientul de incarcare a masinilor-unelte este mediu; documentatia tehnologica este mai amanuntita, la nivelul planurilor de operajii: regimurile de aschiere se aleg din normative sau le calculeaza cornputerul, urilizand programe adecvate; normarea tehnica a timpilor de prelucrare se face mai exact dupa normative; trasarea se aplica partial la seriile mici de prod use §i se elirnina aproape total la seriile mijlocii; reglarea sculelor la cota se face prin diferite metode - metoda pieselor de proba, metoda etaloanelor sau a sabloanelor si metoda trecerilor de proba la seriile mici; calificarea muncitorilor este medie; amplasarea masinilor-unelte se face pe grupe omogene in general; semifabricatele se realizeaza cu precizie mai ridicata; realizarea asamblarilor se face prin metoda interschimbabilitajii limitate folosind sortarea sau reglarea de cornpensare.

;

1.4.3.Caracterizarea productlilor de serie mare §i de masa ....

In cazul productiilor de serie mare ~i de masa se evidenjiaza urmatoarele caracteristici: prelucrarile se fac de regt1la in flux tehnologic ~imai pujin pe loturi de piese; exista o nomenclatura redusa de produse, in cantitaji foarte mari; fabricarea produselor este neintrerupta intr-un interval mare de timp; se utilizeaza masini-unlte ..

a

26

Tehnologia construe/ii/or de masini

specializate, speciale, agregate, linii automate; se utilizeaza S. D. V. -uri specializate, speciale ~i automatizate, complexe; coeficientul de incarcare a masinilor-unelte este ridicat; documentajia tehnologica este foarte amanuntita la nivelul planurilor de operatii si al fiselor de reglare a rnasinilor; regimurile de aschiere se calculeaza amanuntit, uneori se prefera optimizarile, utilizand diverse modele matematice, cu rezolvare pe calculator; normarea tehnica a timpilor se face amanunjit, pana la nivelul manuirilor $i al miscarilor: trasajul trebuie elirninat total; reglarea sculelor la cot! trebuie sa se faca pe cat posibil automat; calificarea ·muncitorilor poate fi mai scazuta in cazul masinilor automate, iar a reglorilor trebuie sa fie mai ridicata; amplasarea masinilor-unelte se face de regula, in flux tehnologic; transportul trebuie sa aiba un grad ridicat de mecanizare ~i automatizare; semifabricatele se realizeaza cu precizii foarte ridicate si cu adaosuri mici de prelucrare·; asamblarea pieselor se face prin metoda interschimbabilitajii totale.

\

...

-

1.5. Tehnologicitatea constructlei pieselor

'

1.5.1. Definirea ~i importanta tehnologicitatil constructiei pieselor Tehnologicitatea este insusirea construcjiei piesei, ansamblului, masinii, utilajului sau instalatiei prin care acestea, fiind eficiente §i sigure in exploatare, se pot executa la volumul de productie stabilit cu consumuri de materiale ~i de munca minime, deci ~i cu

. costun

"" scazute.

Minimalizarea importantei tehnologitajii, ignorarea rolului ei de insusire de baza a construcjiei produselor tehnice poate duce la marirea substanjiala a volumului de munca

§i a consumului de material necesar fabricarii lor si, in consecinja, la cresterea cheltuielilor pentru fabricarea acestora. . La aprecierea tehnologieitatii construcjiei masinilor, utilajelor ~i insralatiilor . trebuie luateln considerate urmatoarele elemente principale: ..... rajionalitatea schemelor tehnologice ale acestora; - rajionalitatea schemelor cinematice: _ . - unificarea (tipizarea, normalizarea, standardizarea) pieselor ~i ansamblurilor, a materialelor ~i a diverselor elemente constructive ale pieselor, ca filete, module de roji dintate, diametre de gauri, eanale de pana, caneluri, raze de racordare a suprafetelor etc., precum ~i a preciziei §i rugozitatii suprafetelor prelucrate; - rnasa masinii, utilajului sau instalatiei $i consumul de material necesar fabricarii acestora: - concordanta formei constructive a pieselor si, in general, a constructiei ansamblurilor cu particularitatile diferitelor metode si procese de fabricare optima a acestora (inclusiv a semifabricatelor lor).

'

'

•

1.5.2. Indicii tehnico-economici de baza pentru aprecierea . tehnologicitatii constructiei pieselor

J t

,

~

•t

'

constructiei masinii se face cu ajutorul unor indici absoluji sau relativi, ca de exemplu:

Aprecierea tehnologicitajii

tehnico-economici

t

Probleme generale ale tehnologiei construe/ii/or de masini

27

- masa masinii sau instalatiei m, in kg, din cadrul mai multor variante cu aceleasi perf ormanje tehnico-economice:

- gradul de utilizare a rnaterialului 77 = m I m.c, in care n1c reprezinta masa materialului consumat pentru fabricarea masinii; - gradul de unificare a pieselor )~P = (n,- 11r) I n1 ; in care nr reprezinta numarul de repere distincte ~i n1 - nurnarul total de piese ale masinii sau instalatiei; daca fiecarui reper ii corespunde o singura piesa, atunci nt = n, ~i rezulta ca A.P = 0; - gradul de unificare a diferitelor elemente constructive ale pieselor (diarnetre de gauri, filete, canale de pana, caneluri etc.) 'Ae = (e,- e,,d)/e1 , in care e,,d reprezinta numarul de tipodimensiuni unificate ale unui anumit element constructiv ~i e1 - numarul total de elemente constructive de tipul respectiv; de exemplu, daca la piesele unei masiniunelte trebuie prelucrate 600 de gauri cu diametre de 60 de valori diferite, atunci gradul de unificare A.e = ( e, - et .d) I e, = ( 600- 60) 16-00. = 0,9; - gradul de standardizare (normalizare) a pieselor p == nps· I 11P, in care nurnarul total de piese ale masinii iar 11ps - numarul de piese standardizate;

11P

este

11

- volumul de munca pentru fabricarea produsului

T=

LT, , in care Ti este norma

i:1

tehnica de timp pentru f abricarea unei piese oarecare i ; llp

- costu1 masinii sau uti1aju1ui

11,,,

c = L cpi + L cnii i=l

,

in care

cp1

este costu1 unei piese

i=-1

oarecare i din componenta produsului respectiv, C1ni - costul unei operatii sau grupe de operajii de montaj oarecare, i ~i n,,i - numarul total de operajii sau grupe de operajii de montaj. Au fost prezentati numai o parte din principalii indici de apreciere a tehnologicitajii constructiei pieselor. In funcjie de etapa in care se face analiza tehnologicuatii unei construcjii de produs tehnic se folosesc anumiji indici de apreciere a tehnologicitajii. De exemplu, daca se face analiza tehnologicitatii inaintea elaborarii tehnologiei de fabricatie, se pot utiliza ca indici gradul de unificare a diferitelor elemente constructive ale pieselor, _ gradul de repetabilirate a pieselor, gradul de unificare ce a rezultat in faza proiectului tehnic de execujie, Daca analiza tehnologicitajii se face dupa asamblarea produsului, se poate utiliza eel mai complet indice de apreciere a tehnologicitatli, adica costul produsului. Corelarea cat mai cornpleta a constructiei pieselor §i ansamblurilor cu particularitatile tehnologice ale metodelor si procedeelor de f abricare a acestora constituie un factor important de realizare a telmologicitatii constructiei masinilor ~i utilajelor. Nec·orelarea constructiei cu procedeele tehnologice rationale pentru executarea lor la producjia data duce la cresterea volumului de munca pentru fabricarea produsului respectiv §i a consumului de material, in, consecinja a costului acestuia. Corelarea dintre particularitajile metodelor ~i procedeelor tehnologice de executare a semifabricatelor ~i pieselor de masini cu constructiile ~i materialele acestora poate fi realizata prin respectarea unor cerinje tehnologice Ia proiectarea pieselor ~i ansamblurilor respective. Aceasta constituie o problema foarte cornplexa si dificila, datorita diversitatii particularitatilor tehnologice si faptului ca, uneori, acestea vin in contradictie cu cerinjele functionale ale piese'or (care au rol determinant), precum ~i cu unele condijii specifice in care produsul se va executa. De aceea, de cele mai multe ori, pentru a stabilii varianta constructiva optima, este necesara analiza tehnico-economica a mai multor variante. A

'

'

' •

.~· •

.•'

28

Tehnologia construe/ii/or de masini

Pentru evidentierea posibilitatii de realizare a acestei corelari se prezinta in continuare numai cateva din multitudinea cerinjelor tehnologice de proiectare a semifabricatelor ~i pieselor. '"

1.5.3. Tehnologicitatea semifabricatelor turnate Semifabricatele turnate trebuie .sa aiba o astfel de forma incat sa preintampine posibilitatea aparitiei diferitelor defecte interne in timpul turnarii. Un defect al semifabricatelor turnate il constituie suflurile, care se datoresc uneori si formei constructive neadecvate a semifabricatelor., prin aceea ca nu permite evacuarea cornpleta a gazelor din forma de turnare. Un astfel de exernplu este aratat in fig.1.6,a, unde, la turnarea materialului in forrna, datorita spatiilor orizontale mari, bulele de aer se aduna in partea superioara a a.cestor spatii si, ca urrnare, pe suprafejele respective apar sufluri ~i zone poroase care scad rezistenta materialului. De aceea, este convenabil ca suprafetele orizontale mari sa fie evitate ~i inlocuite cu suprafete inclinate (fig.1.6,b), care permit bulelor de aer ~i impuritatilor sa se ridice in maselota.

I

..'

•

' I

•

i

l I

•

•

•

'·

a

b

--

.

' '

'

Fig. 1.6 A

.

.

.

.

In vederea micsorarii volumului de· munca necesar executarii semifabricatelor turnate, .la proiectarea pieselor este necesar ea forma .eonstructiva a· acestora · sa fie . compusa din elemente cu forme geometrice c.at mai simple ~~- m~i avantajoase din. punctul • de vedere al -executarti modelelor de formare, cutillor de.·:.~ieiuri~ formei .de turnare, . curatirii semifabricatului etc. Se recomanda evitarea asa.. numitelor colturi moarte ~i . .

.

.

.

.

..

'

'

.

,

.

.

.

.

'

.

. .

.

.

.

adiinciturilor (fig.L 7 ,a). Trebuie folosite cat mai multe suprafete plane. tangente la suprafejele cilindrice (fig. I. 7 ,b). De asemenea trebuie evitata marirea, in mod nejustificat, •

A

j •

A-A

Adancifura •

B

13-B

t

{ ' • ';

. \

'

•

Cv./f mor I •

l'

a· Fig.I. 7 -~' I ~.

~

~. ·· · -

ss

''

:--g;;;;;;;m•r•s ". .; ;:-· ; . -- ·

s ') t·

2

·-

.. ;:

Probleme generate ale tehnologiei construe/ii/or de masini .

29

.

a dimensiunilor de gabarit intr-una dintre directiile piesei (fig.1.8), deoarece se mareste volumul de mun ca ~i consumul de material pentru executarea formei de turnare. Analiza tehnologicitajii pieselor turnate urmareste cu precadere ~i alte elemente: grosimea peretilor, razele de racordare a perejilor, construe/fa cavitiqi lor ·~i concentratiile

mari de metal.

1 ' .

•

,!. - L

'' . . \:

J l., I

~

•

~I

•

........~ -....--._

• •

II

I

.1, •

I

•

-

•

'

I•

'

'·

\J

I

'r ~rJ

....

•

I

f,

• I I

-

.... ---.>

I

I j

-

I. I' '' '•

~

•

•

I

,--' -

I

-

'

"'

'

-.......;

11 '

a

.

b

..

Fig. 1.8 •

Grosimea perejilor unei piese turnate se determina, pe de o parte, prin conditiile constructiv-funcjionale impuse acesteia si, pe de alta parte, prin proprietatile tehnologice de turnare ale materialului ~i prin particularitajile procedeului de turnare aplicat. Grosimea peretilor realizabila tehnologic este lirnitata inspre valorile inferioare pentru a se preintampina umplerea incompleta a formei, aparijia tensiunilor interne si crapaturilor, formarea retasurilor de contracjie ~i suflurilor. Valorile minime ale grosimii peretilor considerate tehnologice, pentru diferite procedee de turnare sunt indicate in diverse tabele, in indrumarele de proiectare a semifabricatelor, Trebuie evitate ~i grosimile prea mari ale perejilor datorita cresterii consumului de metal si pericolului de aparitie a retasurilor interioare ~i porozitatilor. Este preferabila marirea rigiditatii constructiei prin consolidarea peretilor cu nervuri. De asemenea, trecerea lina de la sectiuni mici ale peretilor la secjiuni mai rnari ~i racorda.rea corecta a peretilor asigura objinerea unor piese turnate rara defecte de tipul retasurilor de contractie, porozitajilor, crapaturilor .

•

l'lsur 800 mm ~i m > 20 kg; piese mijlocii cu l,nax = (800 ... 300) mm ~i m = (20.,. 3) kg; piese mici cu l,nar: = (300 ... 150) mm ~i m = (3 ... 1) kg; piese marunte cu lmax s 150 mm ~i m ::::;; 1 kg.

2 .. 1.6. Procesul tehnologic tip pentru piese mici de forma complexa Prelucrarile mecanice se executa, de obicei, pe sem'fabricate turnate, matrijate, din bara laminata sau din tabla, in urrnatoarea ordine aproximativa: a) prelucrarea tuturor suprafetelor de revolujie pe strunguri revolver semiautomate sau automate; b) prelucrarea tuturor suprafejelor plane §i profilate pe masini de frezat mici, de scularie; c) prelucrarea tuturor gaurilor pe masini de gaurit; d) prelucrarea filetelor pe masini de filetat: e) tra . . tament termic; /) prelucrarile de netezire la suprafejele cu precizie ridicata: g) controlul final. ... In funcjie de dimensiunile, forma ~i volumul de fabricatie, schema prelucrarilor prezentata poate suferi modificari, Din punctul de vedere al dimensiunilor ~i maselor, clasa pieselor mici de forma complexa se imparte in: piese rnici cu l,nax = (200 ... 100) mm §i m = (3 ... 0,8) kg; piese marunte cu l,nax s 100 mm ~i m ~ 0,8 kg.

2.1. 7. Procesul tehnologic tip pentru piese de flxare Prelucrarile mecanice se executa, de obicei, pe semifabricate din hara sau din colaci de sarma, in urrnatoarea ordine aproximativa: a) executarea operatiilor principale pe stunguri semiautomate ~i automate; b) refularea la rece sau rularea filetului; c) operatiile de frezare a sliturilor sau a profilurilor de cheie; d) prelucrarea filetelor prin aschiere; e) calibrarea filetelor de precizie ridicata; /) controlul final. Clasa pieselor de fixare cuprinde numai piese marunte cu lmax < 150 mm, d < 50 mm §i m < 0,8 kg.

46

Tehnologia constructiilor de ma1ini

Tehnologia de fabricatie a unor piese de fixare mai mari este mai apropiata de tehuologia de executie a pieselor din clasa tije rotunde sau cilindri cavi.

2.2. Conslderatli privlnd alegerea semifabricatelor Alegerea corecta, rationala a metodei si a procedeului de elaborare a semifabricarului este una dintre conditiile principale care determina eficienta procesului tehnologic in ansamblu, Un semifabricat se poate realiza, in general, prin mai multe metode ~i procedee diferite ca volum de munca $i cost de fabricajie. Costul semifabricatului, fiind parte componenta din costul plesei finite, se impune o analiza atenta ~i o alegere rajionala a metodei si a procedeului de elaborare a acestuia. Referitor la semifabricat, tehnologul trebuie sa aiba precizate sau sa precizeze: meto . ~i procedeul de elaborare; pozitia de elaborare; forma si dimensiunile semifabrica, ui si precizia acestuia; adaosurile de prelucrare totale. In general, costul prelucrarii mecanice a unei piese este mai ridicat decat costul realizarii semifabricatului. Din acest considerent, cu cat forma geometrica si dirnensiunile semifabricatului,,. sunt mai apropiate de cele ale piesei, cu atat costul prelucrarii mecanice este mai mic. In schimb, semifabricatul este mai scump, deoarece forma constructiva se complica ~i precizia creste. La alegerea sernifabricatului se impun deci luarea in considerare a costului cumulat al elaborarii semifabricatului ~i al prelucrarii mecanice. Este necesar, in consecinta, un calcul economic justificativ. Se poate mentiona ca pentru productiile de Serie mare ~i masa se pot face investitii care sa permita realizarea de semif abricate cu adaosuri de prelucrare cat mai mici - semifabricate de precizie redicata. Pentru productiile de serie mica ~i unicate sunt de acceptat semifabricate cu adaosuri de prelucrare mari, mai imprecise, realizate cu costuri de fabricajie mai red use. F actorii care determina alegerea metodei si procedeului de elaborare a semifabricatului sunt: materialul impus piesei, forma §i dimensiunile piesei, tipul producjiei, precizia necesara, volurnul de munca necesar, costul prelucrarilor mecanice, utilajele existente sau posibil de procurat. Metodele mai importante de elaborare a semifabricatelor sunt: turnarea, deformarea la cald (forjarea libera ~i matritarea), deformarea la rece, laminarea, sudarea. Fiecare metoda menjionata se poate realiza prin mai multe procedee. De exemplu, turnarea se poate realiza, in functie de caracterul productiei, complexitatea formei ~i preciziei, prin procedeele: turnarea in forme din amestec de formare realizate manual sau mecanizat; turnare centrifuga sau prin cadere libera in forme permanente; tumare sub presiune; turnare cu modele fuzibile etc. Deformarea la cald se poate realiza prin: forjare libera, matritare la ciocan, matritare la masini de forjat orizontale, matritare la prese mecanice sau hidraulice, laminare periodica longitudinala, Deformarea la rece se poate realiza prin: stanjare, indoire, ambutisare, fasonare, presare volumica etc. Pentru alegerea metodelor de elaborare a semifabricatului se fac urmatoarele recomand ari: •

1--~

: .

~

")

A

Clasificarea piesetor, procesul tehnologic tip 1i alegerea semifabricatelor

47

- piesele cu forma cornplexa care nu sun.t supuse unor sarcini cu soc sau la solicitari mari se executa, de regula, din semifabricate turnate din fonta cenusie: ... piesele cu configuratie complexa care lucreaza in conditii grele ~i suporta sarcini mari se executa din semifabricate turnate din otel; piesele din ojel cu forme complexe ~i de dimensiuni mici, in cazul executarii in serie mare sau in producjie de masa, se recomanda a fi rurnate cu modele fuzibile, avantajul acestui procedeu constand in reducerea apreciabila a volumului de prelucrari mecanice, insa necesita un echipament tehnologic costisitor; - piesele care nu au configurajie complicata ~i necesita un fibraj bun sub aspectul continuitajii, omogenitajii etc. se recomanda a se executa din semifabricate forjate sau matrijate (cele matrijate se folosesc de obicei la productia de serie ~i de masa): - piesele cu forma complexa din aliaje neferoase (aluminiu, zinc, magneziu) in producjia de serie mare sau de masa, se recomanda sa se toarne i11 forme metalice; - piesele de dimensiuni relativ mici si configuratie simpla ~i care nu prezinta diferenje mari intre secjiunile transversale se pot executa din semifabricate laminate. Caracterizarea fiecarui procedeu de objinere a semifabricatelor este prezentata " amanunjit in diverse lucrari de specialitate. In tabelul 2.2 se prezinta sintetic caracteristicile generale ale metodelor si procedeele principale de objinere a semifabricatelor. In urma studierii tabelului 2 ~2, daca se aleg doua sau trei procedee care indeplinesc conditiile de precizie, rugozitate, gabarit, masa ~i serie de fabricajie, se pot calcula cheltuielile pentru objinerea semifabricatului ~i cu prelucrarile mecanice de degrosare, considerand ca, la finisare, manopera este aceeasi, indiferent de procedeul de objinere a semifabricatului. In acest sens se pot utiliza urmatoarele relatii de calcul: • pentru costul unui semifabricat laminat, ·'

'

A

A

.

C1·= m1 Cm1

1

+

s T1 (1 +·R/100);

(2.1)

• pentru costul unui semifabricat forjat liber, · (2.2) .,. ..

• pentru costul unui sernifabricat rnatritat,

C3;:;

1113Cm1

+ C,n(l + R1/l00)

+

P/11

+

sT3(1

+

R/100);

(2.3)

• pentru costul unui semifabricat turnat,

in care: n11 , m2, 1113 sunt masele de laminat, in kg; m4 - masa de metal lichid, in kg; Cml - costul unui kg de laminar, in lei/kg; C1 - costul unui kg de metal lichid, in lei/kg; s - salariul muncitorului, in lei/ora; T1 , T2 , ·r3 , T4 - timpii consumati la prelucrarile de degrosare, in ore; R - regia sectiei de prelucrari mecanice, in % (R = 150% ... 200%); 1 - costul operatiilor de forjare, in lei; R1 - regia secjiei de forja, in % (R1 = 200 % .. . . 300 % ) ; C,n - costul operatiilor de matritare, in lei; P - prejul rnatritei, in lei; n numarul de piese execurate pana la deteriorarea matritei sau volumul de productie, daca acesta este mai rnic; S - suma cheltuielilor cu turnarea, in lei; R2 - regia secjiei de turnare, in % (R2 = 250 % ... 350 %); P,n - prejul modelelor ~i cutiilor de miezuri, in lei. I

c

'

.

Tehnologia construcfiilor de masini

'48 ··--

'

·(l)t

0

.i : u

~

o~

'

u $=: ~ u

('!$

.

·c ~8

--

< '""

....0

--o -

g ~

··-

..0

.(.)

-

~

~

-

'

t

..

--------------------------------------------------------

..... ·------------------·----"'---------"'---------------

.........1•

PRECIZIA DE PRELUCRARE

3.1 .. Notiunl ce definesc precizia prescrisa §i precizia de prelucrare Ansamblul conditiilor tehnice.... din desenul de executie, prevazute de proiectant,

defineste precizia prescrisa piesei. Intrucat aceasta precizie este prescrisa in faza de proiectare a piesei, in funcjie de condijiile functionale ale acesteia, se mai numeste ~i

p recizie functionald. Piesa din desenul de execujie, cu dimensiunile medii prescrise, reprezinta modelul ideal sau teoretic. Realizarea exacts in practica a acestui model ideal nu este posibila datorita unor factori de influenta ai sistemului tehnologic. Prin sistem tehnologic se injelege un complex de elemente care concura la realizarea unei prelucrari de o anumita natura asupra unui semifabricat (fig. 3.1). · •

' ... -- _,

I

H U JC::..-:_---

..

--

-.... --

eoo

=

(3.10)

Tb / 3

=

0,06 I 3

=

(3 .11)

0,02 mm .

(3.12)

.

Masuri ce pot fl luate pentru a evita rebuturile: 1. Se schimba baza de orientare A ca C. in aceasta situatie, dispozitivul de orientare ~i fixare se complies. avand strangerea de jos in sus (fig. 3 .. 4).. . 2. Se modifies tehnologia de prelucrari mecanice, introducandu-se o prelucrare in plus pentru realizarea cotei h J11ai precis, de exemplu h = 40 _ g,018• reala de orientare devine ••• eor(b) = T1, = 0,918 mm . (3.13) (3 .14) Deci, Eor(b) < eoa(b) = :0,02 mm .

i11

acest caz eroarea

'

se introduce in plus o prelucrare de precizie (rectificare). De la caz la caz se vor face calcule economice pentru varianta optima. Cu cat volumul de produse este mai mare, cu atat devine mai Fig. 3.4 rentabila prima metoda, deoarece dispozitivul i~i va transmite asupra costului piesei o cota de amortizare mai mica. 7

Q

Tehnologia constructiilor de masini

54

Erorlle de fixare (strangere), Acestea sunt notate cu e1 $i sunt cauzate de deformajiile elastice ale semifabricatului datorita forjelor de strangere a acestuia tn dispozitiv sau pe masa masinii - unelte. Fortele de strangere trebuie sa asigure imobilizarea semifabricatului in timpul prelucrarii ~i valoarea lor difera in funcjie de marimea fortelor de aschiere ~i a forjelor de inertie care apar in timpul miscarii piesei, a momentelor etc . La prelucrarile de degrosare, fortele de fixare sunt mult mai marl decat la prelucrarile de finisare. A

.

Striingerea semifabricatelor rigide. In cazul fixarii unor sernifabricate cu o rigiditate ridicata, erorile de fixate se datoresc, in principal, deformajiilor de contact intre suprafetele semifabricatelor si cele ale reazemelor dispozitivelor sau masinilor - unelte. Aceste deformatii provoaca deplasari ale semifabricatelor in raport cu sistemul de orientare (fig. 3 .5). Mai lntai se aplica o strangere de re glare SR pana se n asigura contactul sernifabricatului cu cele dona cepuri din peretele lateral al dispozitivului, Dupa aceea se aplica forta s de strangere principala S. Daca strangerea se face manual, valoarea forjei va

f

I

•

.,.

+

varia in limite largi de la o piesa la alta. Datorita acestor variatii, in cadrul unui lot de piese vor rezulta doua deformajii elastice de contact limite: /1 $i f2 • Dupa procesul de prelucrare ~i inlaturarea fortei de strangere, se produce o revenire a deformatiilor elastice, conform legii lui Hooke (a= e E), Astfel se produce o deplasare a suprafejei prelucrate fata de baza de masurare, dupa directia fortei de strangere. Aceasta deplasare reprezinta eroarea de fixare (strangere). Cand fortele de strangere sunt variabile, se obtin erori de fixare variabile calculate cu relatia

__ --._...,..

Fig. 3.5"

'

'

...,i

(3 .15) -

in care f,nax si

fmiii

reprezinta deplasarile maxime si, respectiv, minime ale: bazei de

rezemare ~i a - unghiul dintre directia deplasarii ~i direcjia dimensiunii realizate. Astfel, in fig. 3.5, se observa ca, pentru cota a, unghiul a= 0° si deci exista eroarea de fixare e1v = J,ma.... . - t.mt. 1i . Pentru realizarea cotei b, unghiul a = 90° ~si deci · · eroarea e1" = 0 . Pe baza cercetarilor experimentale a rezultat ca dependenta dintre deformajiile de contact ~i fortele de strangere prezinta o caracteristica neliniara ~i se poate exprima global c11

relatia (3 .16)

in care C este o constanta a materialului semifabricatului, S - forta de strangere care· se inchide prin baza de rezemare iar n un exponent subunitar. Leg ea de variatie a deformajiilor de contact in functie de f orta de strangere este reprezentata in fig. 3 .6. Din studiul diagramei se constata ca, la inceputul Incarcarii, pentru variajii mici ale forjelor de strangere se objin deformajii relativ marl, iar in zona Ill, pentru variajii-destul de mari ale fortelor, se objin variatii mici ale deformatiilor,

•

55

Precizia de prelucrare -

',

'

'

-

Fortele de strangere trebuie sa aiba astfel de valori in cat sa asigure pastrarea orientarii semifabricatului in tot timpul prelucrarii. Daca se are in vedere ca la forte de strangere maxime corespund deformajii maxime ~i invers, relatia (3.15) devine efv=

n Sn C·(.. S maxmin ) cosa·.

--..-

.....

--~

•

r

J

'

I

1

I

(3.17)

Din studiul acesteia se constata ca marimea erorii provocate de variatia fortei de strangere poate fi

.

~----

1

.~s,

I

l

I

'I

'

I

II

-

.....

f

Ill

,S[o'qN}

ASz Fig. 3.6

micsorata sau anulata (S,no.x = s,nin = = Set n>· Astfel, daca se folosesc sisteme mecanizate de strangere cu fluid sub presiune, la care marimea fortei de strange re S este practic cons tan ta, rezulta s1v z 0. Toate calculele s-au facut in ipoteza ca semifabricatele sunt perfect omogene, iar asperitatile de contact sunt unifonne. Exista, in aceste conditii, si o eroare de fixare constanta la forte constante, dar aceasta poate fi eliminata prin modificarea cotei de reglare a sculei cu can ti ta tea corespunzatoare. _ - Striingerea semifabricatelor insuficient de rigide. in cazul strangerii semifabrica- _ telor insuficient de rigide (cu pereji subjiri, usor deformabili), in afara 'deformatiilor de contact, apar deformajii in anumite portiuni sau in ansamblul semifabricatelor (fig. 3 . 7). Dupa prelucrare, o data cu indepartarea fortelor de strangere, reves nirea elastica este importanta, ceea ce s provoaca abateri de la forma geornetrica ~i uneori ~i de la pozitia reciproca, ,-

.

•

'·'

••

•

Aceste deformajii in punctele de stran• gere devin erori preponderente in raport -......--------· · -· -· cu restul erorilor de prelucrare. Din ..., .., . . aceasta cauza se 1rnpune o atenpe sporita la determinarea marimii fortelor • de strangere, la modul de distribuire §i de aplicare a acestora. Erorile de reglare. Acestea sunt notate cu e. , sunt datorate, in Fig. 3. 7 principal, reglarii necorespunzatoare a pozitiei sculei $i a curselor de lucru ale organclor principale ale masinii - unelte ~i depind de metoda folosita (reglarea dupa trasaj, reglarea prin treceri sau aschii de proba, reglarea dupa piese etalon etc.), de mijloacele utilizate in cadrul reglarii ~i de priceperea ~i constiinciozitatea reglorului . Erorile de prelucrare, Acestea sunt notate cu epa , apar in mod nemijlocit in timpul procesului de aschiere si sunt datorate mai multor factori de influenja din sistemul tehnologic, care vor fi analizati in § 3.3. Erorlle de masurare, Acestea sunt notate cu em, reprezinta diferenta dintre valoarea reala ~i cea rezultata la masurare a parametrului considerat (dimensiune, forma,

-

I

•

,

56

Tehnologia construcfiilor de ma1ini

pozitie) ~i sunt determinate de metoda ~i mijloacele tehnice folosite la masurarea piesei,

precum ~i de priceperea §i atenjia persoanei care efectueaza masurarea . ... In functie de caracterul ~i modul de manifestare, erorile de prelucrare pot fi: sistematice, grosolane si intamplatoare. Erorile sistematice sunt acele erori la care marimea ~i semnul sunt date de legi bine determinate; cauzele aparitiei lor se pot cunoaste, permijand luarea de masuri pentru atenuare sau eliminate. Aceste erori pot fi: - fixe, de exemplu erori de reglare la zero a micrometrelor; - variabile progresiv, de exemplu erori provocate de uzura sculei aschietoare; - variabile periodic, de exemplu erorile de masurare la un aparat la care centrul de rotatie al acului indicator este excentric fata de centrul cadranului, Cauzele erorilor sistematice pot fi depistate, in general, cu usurinra ~i eliminate partial sau total. Cand aceste cauze sunt greu de inlaturat, se poate dirija procesul de prelucrare ~i controlul astfel incat sa se evite rebuturile. Erorile grosolane sunt erorile care provin din cauza neatentiei sau a calificarii necorespunzatoare a lucratorului. Se pot da urmatoarele exemple: - masurarea diametrelor unor alezaje cu un subler de interior ~i citirea pe subler rara sa se adauge dimensiunea falcilor de 10 mm;

, I

•

• ~

t

- citirea incorecta a desenului de execujie, a. indicatiei unui aparat etc. Erorile grosolane se datoresc executantului sau alegerii gresite a metodei de prelucrare sau de control. Aceste erori se pot evita prin ridicarea calificarii ~i o atentie corespunzatoare, Erorile intamplatoare sunt acele erori a carer marime ~i semn sunt variabile

intamplator de la o piesa la alta iar cauzele, de regula, nu pot fi cunoscute anticipat pentru a se actiona in vederea eliminarii lor. De aceea, aceste erori sunt considerate cele mai periculoase. Exemple de cauze ascunse care conduc la astfel de erori pot fi: - neomogenitatea materialului din care este elaborat semifabricatul (duritaji diferite in masa materialului, sufluri, carburi etc.); - imprecizia geometrica a semifabricatelor; - tensiunile interne ale semifabricatelor sau rezultate in urma prelucrarilor mecanice de degrosare etc. Influenta comuna a erorilor Intamplatoare asupra preciziei de prelucrare se poate determina pe baza calcului probabilitatii si al statisticii matematice.

-

•

3.3. Factori care influenteaza precizia prelucrarli mecanice -

•

"'

In vederea cuprinderii mai complexe a factorilor de influenta asupra preciziei de prelucrare se pleaca de la elementele care compun sistemul tehnologic. Influenta maslnil - unelte. Masina - unealta se manifesta ca factor de influenja asupra preciziei de prelucrare, pe de o parte in stare statica (neincarcata) si, pe de alta parte, in stare de fuctionare (incarcata).

Precir.io de prelucrare ----------...

. . . --~·.---1-.~

•

•

~·

•

•

~

-s,

n

•

•

•

•

a

-

.

•

•·

.

•

•

I

~

·~

'

II

'

'

'

Fig. 3.22 •

"

•

A

.

In cazul arborilor dublu sprijiniji, valoarea aproximativa a sagetii maxime este

y SF

J

••

~

FY 13 I ( 48 EI )

in care: FY este cornponenta radiala a fortei de aschiere, in daN; l - lungimea semifabricatului, in mm; E - modulul de elasticitate al materialului semifabricatului, daN/m1n,..2; I - momentul de inertie al semifabricatului, in mm". " In acest caz rigiditatea semifabricatului va fi RsF ; FY IYsF

I

{3. 73)

[ mm ] ,

= 48£ I I 13

[ daN/mm].

(3.74)

Problema se pune similar in cazul prelucrarii unui arbore lung cu prindere intr-un dispozitiv universal si varf (fig. 3.23). Forma piesei rezultate dupa prelucrare este tot de· butoias, dar cu o valoare a abaterii de forma mai mica: .

(3. 75)

I

i ~

In acest caz rigiditatea semifabricatului va fi R,t:;F ,

I 1

=

F" I Ysr

= 110 EI

I 13

( daN/mtn

J.

(3. 76)

.·

70

Tehnologia construe/ii/or de ma1ini

I

- --

-

.___

'b -"& .+---....C::::-:· .--+-·

.

'4.+--~

. -

n ~·--·..."1

.

----..._;...~

--.--.;---

cc1\

Fig.·3.23

La prelucrarea unui arbore cu prindere intr-un dispozitiv universal in consola (fig. 3.24, a), sub acjiunea fortei radiale FY , semifabricatul cap~ta sageata )1sF . Ca urmare, adancimea de aschiere variaza intre valorile tmin si tmax . In urma prelucrarii arborele rezulta cu eroare de la cilindricitate (fig .. 3.24, b). Valoarea aprox imativa a sagejii maxime se poate calcula cu relajia

F 13

Yst

=

•

(3. 77)

[mmJ ,

3~1

'.

iar rigiditatea semifabricatului la inceputul prelucrarii este

Fy RSF-

y SF

----

3EI

1

(3. 78)

( daN/mm] .

3

Din toate exemplele prezentate se observa c·a deformajiile elastice ale semifabricatului determina erori dimensionale §i erori de la forma geometrica. Erorile dimensionale se manifesta prin marirea diametrului rezultat prin prelucrare. Aceste erori dimensionale, variabile in lungul generatoarei semifabricatului, conduc la erorile de forma semnalate.

l

• '

... ,

I'

.

'

,

••

'

- -- -r .

•,

.... t

t

1 ~ ~

'

•

•

•

•

•·

•

•

.s .._f:

•

-•

I

st

)( ~

~E Q

•

•

•

,

•

•

•

.

I

'

b

. ." ' .. '

"

Fig .. 3.24

'

t

!I

'

i. I

•

•

71

Precizia de prelucrare

3.5.8. Masur! tehnologice pentru reducerea Influentei def ormatlilor elastice ale semif abricatului asupra preciziei de prelucrare

•

Atunci cand rigiditatea semifabricatului este redusa se impune rigidizarea acestuia prin reazeme suplimentare, de constructie adecvata, Astfel de reazeme suplimentare se utilizeaza pe strunguri (linete fixe si mobile etc .. ), pe masini de frezat, de gaurit (reazeme cu autoasezare, cu asezare ulterioara etc.) . In fig. 3. 25 se prezinta un exemplu de utilizare a unui reazem suplimentar pentru rigidizarea piesei in vederea prelucrarii alezajului A si a fetelor frontale F. Dupa ce piesa se asaza pe corpul 4 ~i se strange cu forja S, arcul 3 asigura contactul prismei 1 cu suprafata cilindrica a piesei. In aceasta pozitie se blocheaza cu surubul 2 ~i se strange cu forta S1 pentru marirea rigiditajii piesei. O alta masura tehnologica este aceea de a face reglarea la cota tinand seama de marimea deformatiilor elastice. Luarea in considerate a marimii deformatiilor elastice se face similar deformajiilor elastice ale masinii-unelte. Atat pentru micsorarea erorilor dimensionale, cat ~i a celor de forma se impune determinarea parametrilor regimului de aschiere, in special a adancimii de aschiere, astfel ca forta de aschiere sa aiba valori admise de rigiditatea semifabricatului. Elementul operant in aceasta situatie este adancimea de aschiere t, deoarece avansul are o influenja mai redusa asupra fortei de aschiere ~i este impus de multe ori din considerente de rugozitate ~i rezistenja a. mecanismului de avansuri . A

A

.F

S1

•

2

••

•

• •

•

Fig. 3.. 25

,.

Din punct de vedere tehnologic intereseaza determinarea conditiilor de lucru astfel incat deformatia elastica sa nu depaseasca o valoare admisibila y adm: Valoarea deformajiei elastice y adm poate fi egala cu o fractiune din toleranja dimensionala sau toleranta la forma geometrica impusa: (3.79) Yadni S KTP ; Yadm S KTfp . ( 3.80) Dar, FY adm =· RSF Ysf adm ' •

adica

'"'-\ cFz t

X1-·

t X Fz S Y1-:. S

: S

YF;2

=

R SF y sf adm

;

RSF K Tp ·/ ( A CFz ) ..

(3 .81)

(3.82)

....... •

-·

I

j

..

72

Tehnologia constructiilor de masini

Daca se tine seama si de valorile rigiditajilor calculate anterior in diferite zone ale prelucrarii semifabricatului, relajia (3. 82) devine:

- pentru semifabricate prinse intre varfuri, lxFz SYFz· S

48 E [ K

r, / {A CFz [ 3);

(3.83)

- pentru semifabricate prinse in universal ~i varf', (3 .. 84)

- pentru semifabricate prinse in consola, (3.85)

3.S.9. Rigiditatea sculei §i a dispozitivului de prindere a sculei Sculele aschietoare si dispozitivele de prindere aferente sunt elemente care in sistemul tehnologic se schimba frecvent, corespunzator diverselor necesitati tehnologice. Schimbarea sculelor aschietoare ~i a dispozitivelor de prindere aferente conduce la modificarea rigiditatii sistemului tehnologic in ansamblu, potrivit relajiei (3 .45). Sub acjiunea fortelor de aschiere sculele si, uneori, ~i dispozitivele aferente capata deformatii elasrice mari. Deformatiile elastice sunt cu atat mai mari, cu cat rigiditatile sculelor ~i ale dispozitivelor de prindere sunt mai reduse. Cazurile caracteristice s.mt cele ale prelucrarilor interioare la care rigiditatile sculelor ~i ale dispozitivelor de prindere aferente sunt mai scazute. Rigiditatea sculei este RSc =FY IYsc (daN/mm], (3.86) unde y sc este deformatia elastics a sculei,

3.5.10. Influenta rigid·itatii sculei §i a dispozitivului de prindere a sculei asupra preciziei de prelucrare La prelucrarea suprafejelor cilindrice interioare pe strunguri cu cujite de interior (fig. 3.26), in momentul angajarii in materialul semifabricatului, cutitul capata o deformatie elastics y sc: Aceasta deformatie este aproximativ cons tan ta pe toata Iungimea alezajului prelucrat, in ipotezele lungimii constante in consola a sculei lsc si a constantei regimului de aschiere. Daca se considers cujitul ca o hara incastrata, deformatia elastics se poate calcula aproximativ cu relatia •

Ysc =FYI; /(3EI)

(3.87)

[mm],

in care sernnificatia parametrilor este Ia fel ca in relatia (3. 73). A

In consecinta apare o eroare dimensionala datorita deformatiilor elastice ale sculei

(3.88)

~·

. \'

'

\

73

Precizia de prelucrare

lS( «canst . •'

u

·~4it

Fig. 3.26

care face

sa se objina

in final diametrul D2 in loc de D1:

D2 = D1 - 2ysc .

(3.89)

A

In cazul prelucrarii alezajelor cu bare portcutit, de exemplu pe masini de alezat, unde dispozitivul de prindere a barei sau pinola au o lungime variabila in timpul prelucrarii, va aparea ~i o eroare de forrna ca in fig. 3 .27. Deoarece Iungimea In consola " a dispozitivului de prindere a sculei este variabila, eroarea dimensionala este variabila. In consecinta alezajul rezulta atat cu erori dimensionale cat ~i de forma e1.

-- , -~- -

..C:l -- ------- . "Q

. -. -~. T--r---------!~-----...,....,~..,._..__.,~I

n -. --

--

-

I

•

Fig. 3.27

Eroarea dimensionala la diametrul initial Di , datorita deformatiilor elastice, se poate calcula aproximativ cu relajia

[mm].

(3.90)

Analog se calculeaza eroarea dimensionala al diametrul final D1: 3,

2Fylmax 3£/

[mm] .

{3. 91)

•

Eroarea de forma de la cilindricitate va fl data de semidiferenja celor doua erori dimensionale: (3.92) .-;. ..

•

•••

J

74

Tehnologla construetiilor de· masini

3.5.11. Masur! tehnologice pentru reducerea erorilor datorate .r def ormatiilor elastice ale sculei §i ale dlspozltivului ~· ·---= -- · · de prlndere ·-a .sculef -~ - ·-· - -

•

A tunci cand se cunosc marimile deformatiilor elastice se poate corecta corespunzator reglarea sistemului tehnologic. Pe aceasta cale pot fl compensate erorile dimensionale. "' In situatiile in care este posibil se impune rezemarea suplimentara a sculei sau a dispozitivului de prindere a sculei. Reazemele suplimentare pentru scule ~i dispozitivele aferente au constructie specifica si se utilizeaza curent pe strunguri revolver, strunguri normale, masini de alezat (prin bucse de conducere), masini de gaurit (prin bucse de

ghidare) etc . .Din analiza relatiilor prezentate se deduce ca deformajiile elastice minime se objin prin lucrul cu lungimi minime in consola, scule ~i dispozitive cu momente de inertie cat

mai mari, rara a depasi anumite limite ale consumului de materiale. Atunci cand masurile de natura constructiva s-au epuizat, se impune alegerea unor parametri ai regimului de aschiere care sa realizeze fortele de aschiere admisibile, pentru a nu depasi valoarea admisa a deformatiei elastice a sculei sau a dispozitivului de prindere aferent: (3.93) Yatbn S KTP ' dar (3.94) FY adm = RSc Ysc adm .,

A CFz

adica

txFz SYF:

< R -

Sc

K Tp

·

(3.95)

Daca se tine seama ~i de valoarea rigiditatii unei scule care lucreaza in consola, se obtine

(3.96)

3.6. Deformatiile termice ale sistemului tehnologic 3.6.1. Deformatiile termice ale masinilor-unelte ~

.

In timpul functionarii, organele ~i subansamblele rnasinii-unelte se incalzesc, capatand deforrnajii termice. Incalzirea este efectul unor cauze multiple, dintre care cele mai importante sunt: frecarile produse in angrenaje, lagare sau alte elemente in miscare, caldura transmisa de motoarele electrice de actionare, caldura degajata in procesul de aschiere ~i transmisa direct masinii sau transportata prin intermediul lichidului de racire, surse exterioare de caldura etc. Incalzirea diferitelor organe ~i subansamble se produce neuniform, conducand la modificarea pozijiei relative ale unora in raport cu celelalte. Chiar in cadrul aceluiasi element sau subansamblu pot exista diferente de temperatura, Fentru majoritatea tipurilor de masini-unelte, diferenja de temperatura in diferite puncte ale batiului poate atinge mai multe grade. Din aceasta cauza, deforrnatia termica a batiului este neuniforma, avand ca A

A

•

75

Precizia de prelucrare

efect modificarea amplasarii corecte a subansamlelor montate pe el. Adaugand la aceasta ' deformatia proprie a fiecarui subansamblu, rezulta schimbari importante ale pozijiei reciproce ale diferitelor elemente ale masinii-unelte, cu consecinje negative asupra preciziei ....de prelucrare . In cazul masinilor-unelte cu axa de rotajie a arborelui principal

orizontala

(strunguri,

masini de

rectificat

etc.),

influenja semnificativa asupra preciziei de prelucrare o are deforrnatia termica a papusii fixe (fig. 3.28). Ca urmare a incalzirii, aceasta prezinta deforrnajii termice, atat in plan orizontal, cat ~i in plan vertical. Ef ectul direct al aces tor def ormatii este modificarea pozijiei relative corecte dintre scula si piesa. In ipoteza ca papusa fixa se poate dilata liber, la temperatura de echilibru termic, deformatiile pe cele doua direcjii y si z. raportate la axa arborelui principal (fig. 3.28), se pot detremina cu relajiile:

L

A

(3.97)

Fig. 3.28

(3.98)

I

o1 reprezinta

temperatura finala (la echilibru termic); (Ji - temperatura inijiala (a mediului ambiant); a ... coeficient de dilatare liniara. Trebuie facuta precizarea c·a relatiile (3. 97) si (3. 98) nu au o verificare practica satisfacatoare .. Deforrnatiile masurate practic au valori .mai mici, datorita faptului ca dilatarile se produc pe toate direcjiile, existand unele cornpensari care depind de distributia campului de· temperaturi in intreaga masa a papusii fixe. Dilatarea in plan orizontal tl.ly nu se poate realiza liber , fiind impiedicata prin insusi modul de fixare a papusii pe batiu: pe ghidaje profilate, prin suruburi ~i stifturi etc. Dilatarea pe verticala Alz putandu-se realiza liber, are valori mult mai mari. Desi deformatia pe direcjia y este mai mica, efectul ei asupra preciziei de prelucrare este mult mai mare decat al deformatiei pe directia z. Influenja mai puternica a deformajiei illy se explica prin faptul ca aceasta are loc chiar pe directia de realizare a dimensiunii, transrnitandu-se integral pieselor prelucrate. Starea de echilibru termic se atinge dupa cateva ore de functionare. " In cazul rnasinilor-unelte -[ cu axa de rotatie a arborelui / • I principal verticala, capata imporI . tanja deosebita deformatiilc terin care:

·

r

...---

p.ol. ......

•

mice ale arborelui

principal in direcjia orizontala, precum si acele

deformajii care provoaca abateri de la perpendicularitatea arborelui pe suprafaja de. lucru a mesei. Deformatiile mentionate conduc la

-

'

• J-t..=o:.=f:;;} • • •

•

Fig. 3.29

efecte negative, cu deosebire la masinile de inalta precizie, ca, de ·exen1plu, masinile de gaurit ~i alezat in coordonate.

Metodele teoretice realizate in scopul studierii deformatiilor termice ale masinilorunelte pe cale analitica nu conduc inca la rezultate satisfacatoare, Din aceasta cauza rezcl . . tate mai exacte se objin prin cercetari experimentale, Un exemp1u in acest sens este prezentat in fig. 3.29, in legatura cu studiul deformajiilor termice ale unei masini de frezat verticale datorate surselor interne de caldura. Pentru realizarea ,.. acestor surse au fost uti•

•

Tehnologia constructiilor de masini

76

lizate circuite de ulei lncalzit, amplasate conform fig. 3.29, a. Prin masurarea deplasarilor provocate de dilatarile termice (fig. 3.29, b) au putut fi puse in evidenja modificari ale pozitiilor ·relative ale diferitelor organe si subansamble. Se poate observa ca valorile cele mai rnari ale modificarilor de pozijie au loc intre arborele principal ~i suprafata de lucru a rnesei. D lo Deformatiile termice au efecte negative asupra fl L v preciziei. Valoarea deformajiilor termice ale arborelui [pm} principal este dependenta de regimul de funcjionare -

in gol sau sarcina, Plecand din repaus, deformajiile

_ _ _ __ Alo

30

termice cresc in timp pana la o valoare care se stabilizeaza. Spre exemplu, pentru un strung de· precizie

l

20

j

, A/.v 1

0

4

2

I

6

a

term ice ale Al0 ( Oy) ~i verticals a Iv (Oz) este prezentata in fig. 3. 30, a. Deforrnatiile termice au fast masurate la o distanta de 250 mm faja de lagarul din faJa.

7iny.i/.Ot:r:} 200 x 350 mm , variatia def ormatiilor arborelui principal in direcjie orizontala

" . In so,-c1no140 --------I

/OO

_

"

.;..~-~-In_ ..... ·_ol_ I J I I I

I

t

I

0

2

/j

Tlmf'[orr}

b

tJ I

[f1.rr7}

3

1

l2

n2

>n,

n,

611 I I

I

I

0

Tin1p [ore-}

,

Fig. 3.30

Stabilizarea deformatiilor termice s-a produs dupa 4 ore de funcjionare in gol. Se observa ca racirea este mult mai lenta decat incalzirea vrac < vine· Valerile maxime ale deformatiilor au fost de 30µm pe orizontala si de 10 µm pe verticala. Pentru o masina de frezat verticala, variajia deformatiilor arborelui principal in direcjie perpendiculara pe masa masinii este prezentata in fig . 3 .30, b, Deforrnatiile termice s-au stabilizat dupa circa 2 ore de functionare in gol sau dupa 0 ora de functionare in . ..., sarcma. Dupa cum era de asteptat, deforrnajiile termice sunt mai mari la functionarea in sarcina. De asemenea, se observa ca variatia deformatiilor termice este mai

rapida la functinarea in sarcina ~~ mai lenta la functio narea in gol.

Cu cat turatia de functionare est.e mai mare, cu atat deformatiile termice sunt mai rnari (fig. 3.30, c). Timpul de stabilizare a deformajiilor termice este 111ai mic atunci cand masina-unelata functioneaza la o turatie mai mare.

3.6.2. Influenta deformatiilor termice ale masinilor-unelte asupra preciziei de prelucrare Deformatiile termice ale masinii-unelte influenjeaza, in principal, precizia dimensionala ~i de pozitie a suprafetelor prelucrate. Intereseaza aceasta influenta mai ales la prelucrarile de finisare. Spre exernlu, in cazul prelucrarilor pe strunguri de precizie reglate la cota, scula Sc se regleaza pentru realizarca diametrului d, (fig. 3.31). La aparitia deformatiei termice in direcjie orizontala ( Oy) a arborelui principal, din 01 in 02 , va rezulta prin prelucrare diametrul d2• , ~,

' 77

Precizia de prelucrare

n

St

Sc

•

0 I

Fig. 3.32

Fig. 3 . 31

Eroarea dimensionala ca-re apare va fi (3 .99) •

In cazul prelucrarilor pe masini de frezat reg late la cota f enomenul se petrece similar. Daca freza este reglata initial la cota 11 (fig. 3.32), la aparitia deformatiei terrnice 111 a arborelui principal apare o eroare dimensionala (3.100) A

·

.

In cazul rnasinilor-unelte de alezat si frezat orizontale, deformatiile termice ale arborelui principal pe cele doua directii perpendiculare pe axa sa conduc la abateri de pozitie a alezajului prelucrat (fig. 3.33). Astfel, daca masina-unealta de alezat a fost reglata la cota 11 , in momentul aparitiei deformatiei Jil, alezajul de diametru D nu se mai realizeaza la distanta l 1 , ci la 12 • Eroarea de pozijie a alezajului este egala cu marimea deforrnatiei termice a masinii-unelte dupa directia de masurare a cotei respective: (3 .101)

---

--------

~I

-r-.

;

-s; . --. - . !

I

...---II'-.

.

.

. .___

-~

--

i~j '-"" ...~-. - -

..__

.~

. ----1---

.

-----. . s,

I

•

N '-.)

Fig. 3.33

> u2 > u3 > 0 se determina experimental in funcjie de conditiile concrete de prelucrare $i geometrie. d .. Factorii de injluen/a specifici frezelor frontale. Uzura frezelor frontale $i a capetelor de frezat este influentata de anumiti factori specifici prelucrarii prin frezare frontala. 0 importanja deosebita o prezinta Iatimea semifabricatului ~i diametrul capului de frezat. Cu cat latimea B a suprafejei supuse prelucrarii este mai ingusta, numarul de angajari ale sculei la 1000 m este mai mare, relatia (3 .133), aceasta avand ca efect cresterea uzurii relative de tip discontinuu. Cresterea acestui tip de uzura nu se datoreste numai majorarii numarului de angajari in cazul latimilor mici, ci ~i unor valori mai mari ale uzurii de impact. Pentru diminuarea uzurii de impact, la frezarea suprafejelor inguste in raport cu diametrul capului de frezat, se practica o aschiere asimetrica (fig. 3.49). Efectul negativ al Iatimilor mici asupra uzurii relative poate fi constatat si din analiza relatiei (3 .. 139). Prin micsorarea unghiului de contact 'I' , deci la l~timi mici ale suprafejei de prelucrat, numarul de angajari ale sculei la 1000 m se mareste. Efectul diametrului sculei este opus; prin cresterea acestuia, numarul de angajari scade, avand ca efect diminuarea uzurii relative de tip discontinuu. 0 influenja asemanatoare o exercita · ~i numarul de dinji ai ·sculei. Cresterea numarului de I dinti conduce la micsorarea uzurii pe dinte.datorita . d reducerii lungimii de aschiere ce revine fiecaruia --+--. --.-- . -...,.,...-:· -. ----·-+---+in parte. De aceea este necesar ca, in sconul •• objinerii unei uzuri cat mai mici, frezele frontale sa aiba diametre cat mai mari ~i un numar de dint i " . --.s cat mar mare. Diferite erori ale sculei sau ale domurilor portscula pot avea efecte negative asupra .comporFig. 3.49 tarii Ia uzare. Daca aceste erori conduc la bltai radiale, axiale sau combinate ale capului de frezat, o parte dintre dinji vor fi incarcati suplimentar, deci vor fi supusi unui proces mai intens de uzare, Datorita acestui fapt, limita de uzare maxima a acestor dinti se atinge mult mai devreme §i scula este scoasa din uz pentru reascujire, Pentru evitarea acestui neajuns, este necesar ca erorile care pot provoca batai radiale sau axiale ale sculei sa fie de valori f oarte mici . .. J. 7.2.5. Uzura dlmensionala a sculelor abrazive. Sculele abrazive se impart. in doua grupe, dupa modul in care se produce regenerarea proprietatilor de aschiere: scule cu autoascujire ~i scule rara autoascujire, Sculele cu autoascutire se caracterizeaza prin aceea ca granulele uzate sunt ,_. indepartate din. masa liantului datorita fortelor de aschiere, in _procesul de lucru. In felul acesta, suprafata activa a sculei se regenereaza continuu, deoarece apar in permanenja granule abrazive neuzate. Autoascujirea corecta se realizeaza numai daca scula este corect aleasa pentru operatia de prelucrare respectiva. 0 importanja deosebita o prezinra structura sculei abrazive $i natura liantului, acestea trebuind a fi adecvate materialului piesei care se prelucreaza, Autoascujirea depinde intr-o mare masura ~i de parametrii regimului de aschiere. '

•

~

'"'

'

....

•

Tthnologia eonstruqiilor de ma1ini

92

Daca acestia au valori prea mici, forta de aschiere rezultata in timpul prelucrarii nu poate asigura srnulgerea granulelor uzate. In felul acesta scula abraziva lucreaza tarl autoascutire, ceea ce are ca rezultat diminuarea productivitajii prelucrarii, 0 situatie opusa este aceea a prelucrarii cu regimuri de aschiere intensive care due la forte de aschiere mari, acestea execitand o puternica actiune asupra granulelor abrazive, ducand la smulgerea lor prematura din masa liantului. In acest caz se constata o uzare pronuntata a sculei abrazive, cu efecte negative asupra preciziei d.e prelucrare ~i a costului operatiei. In cazul sculelor fara autoascutire, granulele uzate nu au posibilitatea sa se desprinda sub actiunea fortelor de asehiere. Din aceasta cauza, dupa un anumit timp de prelucrare, suprafata activa a sculei 11u mai poate realiza aschierea in conditii normale, conducand la diminuarea productivitatii ~i la alterarea startului superficial al piesei prelucrate. Pentru restabilirea proprietatilor aschietoare, aceste scule trebuie supuse unei operatii de reascutire. Prin aceasta se asigura indepartarea stratului cu granule uzate de pe suprafetele active ale sculei abrazive. Reascutirea se realizeaza cu scule adecvate, cum ar fl varfuri de diamant, barete abrazive cu duritate ridicata, scule speciale din otel calit sau f onta alba, Uzura dimensionala a sculelor abrazive, raportata exclusiv operajiei de prelucrare, are sens a fi discutata numai pentru sculele care lucreaza in regim de autoascutire. Valoarea acestei uzuri poate fi calculata aproximativ, in functie de volumul de material indepartar din masa piesei care se prelucreaza. S-a constatat experimental ca unei unitati de volum din masa discului abraziv, lndepartat prin autoascutire. ii corespunde aproximativ 20 unitati de volum din materialul prelevat din piesa. Aceasta depend en ta poate fi experimentata cu relajia A

•

.

A

[mm],

•.. •

(3.142)

in care: F, este suprafata de rectificat a semifabricatului, in mm2; AP - adaosul de prelucrare indepartat de pe suprafata piesei, in mm; Fd - suprafata de· lucru a discului abraziv, in mn12; 11 - numarul de piese din lot prelucrate, Formule mai precise se obtin pentru diferite cazuri de prelucrare prin cercetari experimentale. 3.7 .2.6. Reascutlrea §i profilarea sculelor abrasive. Reascutirea sculelor abrazive, numita ~i operatie de indreptare, consta in indepartarea de pe suprafetele active a straturilor de gran.ule abrazive tocite ~i imbacsite cu aschii provenite din materialul supus prelucrarii, . Prin indreptare se urmareste realizarea urmatoarelor scopuri: restabilirea capacitatii de aschiere a sculei abrazive; a·sigurarea formei geometrice, a dimensiunilor ~i profilului corect al corpului abraziv, micsorand sau inlaturand defectele ce apar la rectificare; restabilirea coaxialitajii axei geometrice a discului abraziv cu cea a masinii de rectificat. Prin profilare se urmareste asigurarea unor suprafeje active ale sculei abrazive cu un profit in concordanta cu eel al pieselor supuse prelucrarii, Operatiile de indepartare §i profilare se executa cu scule adecvate din diamant, carbura de siliciu, carburi metalice, otel calit §i fonta alba. • Indreptarea ~i profilarea cu diamant. Indreptarea cu diamant se executi prin metoda strunjirii, scula de indreptat fixandu-se pe masina, intr-un dispozitiv la masinile de rectificat cilindric (fig. 3 . 50) sau pe platoul electromagnetic la masinile de rectificat A

'""

I 4"'

•'

'

.

A

l

'

.•

•

i

.. I

l

l

p Ian (fig. 3 . 51) . Pentru corectarea discurilor utilizate la rectificarea exterioara tija diamantului se

1 1

. . ,, lt' •'

!

I

I

93

Preclzia de prelucrare

f

'

· aseaza sub un unghi de 12 ° ... ·15 ° in raport cu axa orizontala ~i la 1 . . . 1,5 m sub aceasta axa (fig. 3.50). Aceasta pozijionare asigura o utilizare mai rationala a diamantului, permijand cresterea durabilitatii sale. Deplasarea varfului de diamant fata de axa disculu.i abraziv cu l . . . 1, S mm (fig. 3. 50) si, respectiv, 1 ... 5 mm (fig. 3. 51) permite inlaturarea vibratiilor care ar a pare daca varful ar fi pozitionat la centru. /+S mm

. . ..... . . .. . .• . ··~··.·· ... .... ..•. •. ., ....•... ."'•···· . .- .. ---· .. -_ . .... .. .... .. . .. . . ,. .....• . . .. . ... . . . ' . . . , . . ,r· .... . . . ·,. ·,.. . . ....

. .. -+--

- •

•

••

• •

•

•

•

.. .

;,.,

.

a•

•

•

•

•

•

-

...

..... •

•

.

'

•• •

•

t

~

.·.-

••

•

.t

--,.

• .

•

'··: . •

.

••

•

••

• ..

•

... " I

·••

.

•

• •

t' •• -

•

f :

•••

,.•

~

'

•

/.

.

Flg. 3.51

Fig. 3.50

•

•...

a .tt • '·~ ••

• •• • • • •• • •• • • • • t. .. • ; • • •

J

I •

~

.. - . . .. .. .. ..' .•.. •.. . • --.• .. • ... • • •

•

.. . •. . . ,. . .. ,.,.-._ .. ••.. .. .•. • '.... ...•,.. •.. . .. .. \ .. . . .,. .. .. ... .,.. .. ... •"". .

.,,.

-

•

' ....._ . \

•

De obicei granula de diamant se ingroapa In suport 3/4 din lungimea ei (fig. 3.. 52, a). Se accepts o uzura a diamantului de (0,25 ... 0,3)/, dupa care este necesara desprinderea granulei din suport ~i reasezarea intr-o alt! pozitie. Marirea durabilitatii diamantului intre doua reasezari ale granulei se poate realiza prin rotirea tijei in jurul axei sale dupa un anumit numar de indreptari. In felul acesta este adusa, in pozitie de lucru, o noua zona activa a diamantului. Asigurarea unei indreptari de calitate, ca ~i asigurarea unei durabilitati cat mai mari a diamantului sunt conditionate de realizarea unui regim optim de. indreptare. Este necesar ca grosimea stratului indepartat la indreptare sa aiba valori cat mai mici. Pri11 aceasta se favorizeaza cresterea durabilitatii diamantului ~i reducerea consumului de scule abrazive. Din acest punct de vedere apare ca deosebit de importanta stabilirea momentului cand este necesara indreptarea. A

. .\..

.!•

Viteza periferica a discului supus indreptarii este, i11 general, egala cu viteza de aschiere la rectificare. Daca exista posibilitatea, la trecerile preliminare se vor utiliza viteze mai rnici de indreptare ~i prin. aceasta asigurandu-se o crestere a durabilitatii diamantului, Pentru trecerile de • finisare sunt necesare viteze mai mari de indreptare, pentru a se asigura o buna calitate a suprafejei

(0,tS-·4,S)I

"'-...,_~

.......

~.,._.,..__ ._.__ •

•

•

•

indreptate. a A vansul de patrundere la o . trecere determina, in mare rnasura, durabilitatea diama11tuFig. 3.• 52 lui ~i durata de lucru a pietrei abrazive intre doua reascutiri. Cu cre~terea ava11sului de patrundere se rnare~te solicitarea mecanica a dian1antului, in anumite co11ditii ,puta11du-se produce faramitarea sa. De aseme11ea, adancimile mari de patrundere pot provoca o distrugere in adancime a stratului de granule abrazive ~i a liantului, efectul fiind ob·Jinerea u11ei suprafete de lucru a pietrei cu aspect g1·osolan. Rectificarea cu supraf ete indreptate in acest mod provoaca o uzare accentuata a sculei abrazive, fiind necesare reascutiri frec\ ente. Avansul longitudinal exercita, de as:en1e11ea, o n1are influenta asupra calitatii 1

94 --

Tehnotogia construe/ii/or de masini

·-------·---

-------·----·· ·--~--· ---~-·------suprafejei indreptate. precum si asupra durabilitatii diarnantului. Experienjele au aratat ca factorul esenjial care determina rugozitatea suprafejelor prelucrare prin rectificare nu este granulatia pietrei, ci regimul de indreptare al acesteia, importanta cea mai mare avand-o avansul longitudinal de indreptare. La indreptarea cu avansuri longimdinale mici, fiecare granula abraziva va veni i11 contact cu diamantul de... mai rnulte ori, astf el incat pe fiecare granula se vor forma mai multe muchii aschietoare. In felul acesta suprafaja activa a sculei abrazive va contine mai multe muchii aschietoare decar granule) ceea ce conduce la imbunatajirea rugozitajii suprafejelor rectificate. ""Indreptarea cu diamant trebuie realizata in conditiile unei raciri abundente, Aceasta racire trebuie sa fie continua, deoarece, in caz contrar, pot aparea crapaturi in diamant. Prin racire se asigura evacuarea caldurii, reducerea frecarii si indepartarea prafului, toate acestea avand efecte pozitive asupra durabilitajii diamantului ~i a calitatii suprafejei indreptate. A

~

• Indreptarea si profilarea fdrd diamant. Indreptarea ~i profilarea fara diamant necesita consumuri superioare de energie fata de cazul utilizarii diamantului, datorita unor zone de contact mai mari pe care le au sculele de indreptat sau profilat cu discul abraziv. De asemenea, calitatea suprafetelor discurilor indrcptate cu astfel de scule este mult inferioara celor objinute la indreptarea cu diamant. ir1 procesul indreptarii se produce, pe langa ascujire, o spargere a granulelor abrazive, efectul fiind obtinerea unor suprafeje indreptate de o calitate inferioara. Din aceasta cauza indreptarea ~i profilarea Iara diamant se aplica numai in cazurile in care este necesara indepartarea unor straturi de grosime mare din scula abraziva, fiind necesara o finisare finala cu ajutorul diamantului. Indreptarea ~i profilarea far.a diamant trebuie sa se faca cu 0 racire abundenta, pentru a se asigura indepartarea granulelor sparte de pe suprafaja acriva a discului abraziv. In mod frecvent indreptarea rara diamant se executa cu discuri din carbura de siliciu neagra, cu diametre cuprinse intre 60 ~i 150 mm, granulatie 125 ... 50 ~i duritate R, S .. Este necesar ca duritatea ~i granulatia discului din carbura de siliciu sa fie mai mare decat ale sculei abrazive sup use ind rep tar ii. Pentru realizarea indreptarii sunt cunoscute doua scheme de lucru: a) indreptarea prin rularea discului de carbura de siliciu cu scula abraziva supusa indreptarii; b) indreptarea prin rectificare rigida, In primul caz; scula abraziva se roteste cu turatia de lucru, iar discul folosit pentru indreptare este antrenat in miscare de rotajie prin frecare, el fiind montat liber pe axul sau. Este necesar ca discul folosit la indreptare sa se aseze sub axa de rotajie a sculei ~i sa se incline in raport cu aceasta axa la unghi de 5 ° ... 8 o Asezarea in acest mod prezinta unele avantaje, dintre care cele mai importante fiind: reducerea vibratiilor, uzarea mai redusa a discului folosit la indreptarc si asigurarea unei calirati mai bune a indreptani. "' Indreptarea prin rectificare rigidli se realizeaza dupa schema de aschiere specifica rectificarii cilindrice, in care rolul piesei il are scula a braziva supusa i,i1drep·tarii. Discurile necesare int1reptarii pot fi realizate ~i dirt aliaje T(t), rezulta ca masina-unealta nu asigura precizia necesara ~i se va alege o masina mai precisa. Daca 6 a s T ( t) §i totusi a par rebuturi, rezulta ca reglajul sculei la cota a fost facut gresit, deoarece masina asigura precizia de prelucrare. In cazul din fig. 3.68 scula s-a reglat prea aproape de dimensiunea dmax . Se corecreaza reglarea astfel ca diametrul A

de reglare d,

= dopnm = X

probabilitatea de rebut.

(curba cu linie Intrerupta din fig. 3.68),

eliminandu-se ....

.

Precizia de prelucrare

111

3.10.4. Curbe de repartitie aparentanormale A

In cadrul curbelor de repartijie aparent anormale se deosebesc doua categorii ... distincte: curbe simetrice ~i curbe asimetrice. In fig. 3 .69, curbele 1 §i 2 reprezinta curbe de repartitie simetrice ridicate pentru doua loturi de piese indentice, prelucrate la doua masini-unelte diferite, care au precizia caracteristica ~ a1 sl, respectiv, 6 o2. Pentru cele

-2 .

-

•I

doua loruri de piese, reglarea sculei s-a facut la aceeasi cota X1

Curba R este curba

:= ~

rezultanta ridicata pentru cele doua loturi de piese amestecate ~i reprezinta suma celorlalte doua curbe. Se observa ca este mai ingusta la varf decat o curba normals de repartitie. 0

-

astfel de curbs se objine ~i cand a1 = a2 (n1 egal sau diferit de n2), cu condijia ca X1

=

-

X2

(adica acelasi reglaj al sculei la cota).

''i

I ~ 1 ·

/ /

/

I

•• I

R

< ,.

•

'

I

\

.. '

Llx

I

1·

' /.2

. •I

.

.. I

/,

--·

'

./ I./

~

I

·1·-

(

s,

-

I •

i

;!

x·

2

.

.

'.

I

!

,

=··

so:

I.

1} t- __

I·{

.. --·-·---·

r

I

I

•

Fig. 3.69

Fig. 3. 70

...

In fig. 3. 70, curbele 1 si 2 sunt curbe de repartitie simetrice ridicate pentru doua loturi de piese prelucrate pe aceeasi masina-unealta ( a1 = a2 = a), dar in schimburi diferite, cu scula reglata la cote diferite:

-

~

X1 #. X2

(n1

:;: 112).

Curba R este curba rezultanta pentru. cele doua loturi de piese amestecate.

Cand ilX

este suficient de mic, curba R va fi aplatisata, rara cocoase. in fig. 3. 7 J, curbele J, 2 si 3 sunt curbe de repartijie simetrice, ridicate pentru loturi de piese prelucrate la intervale egale de timp pe u11 acelasi strung automat sau -

semiautomat. Deplasarea spre dreapta a mediei ponderate cu cantitatea 4lX se datoreste uzarii in timp a sculei care conduce la erori sistematice variabile progresiv. Curba R reprezinta curba de repartitie rezultanta, objinuta prin amestecarea celor trei loturi de piese. Este necesar ca 6aR ~· T(t) . ... In fig. 3. 72, curbele I ~i 2 sunt curbe de repartitie nesimetrice ridicate pentru doua loturi de piese prelucrate pc masini de precizie diferita, a1 ¢ a2 si cu reglaje diferite

-

~

Xi~ X2 . •

Tehnologia constructiilor de masini

112 •

•

n.I

•

n·

R

(

I '

' _,. ./

1

I

.

l I

•

I I

tJ_~:-+-' ----

I

I

•

I

l

;

I

' '

I

' •' •

--

J

~

--

I

.

4

,,

'---J

2

,'

2

. 1

' '•

' •

'

I

\

\

\

\

l

•

--.t----~·--------~------..J..._~----=6{if t Ix· I x l . .' •

' 1 . I

_,,,1

'

I

(3.177)

(+)pm.

µm(t )

4

(3,176)

µ1nf-J

!u1 ..

~ J _ ~;':_:·~ r.!_6v_!v ~

l

r

r/ehni!t·v cfer < dn11·n J

~

b

•

ii

~

t

~

• ~

"'t7

(-)pm •

Fi.g. 3. 74

Prin realizarea, in urma prelucrarii, a unor dimensiuni in campul de toleranja prescris, reglarea se considers corespunzatoare. Metoda reglarii prin treceri de proba consta in efectuarea unei treceri de proba pe o anumita lungirne Li , masurarea dimensiunii rezultate d, , calculul adancimii de aschiere •'

Tehnologia constructiilor de masini

114

pentru objinerea cotei finale ~i trecerea finala: t12 =

= (di - dmed) /2 ;

t/1

l/1

:=.

(di -

12 ; Di) I 2 ..

dprob)

'ri = ( Dprob

(Dmed - Di) 12 ;

(3.178)

-

(3.179.)

La prelucrarea pieselor cu precizie suficient de ridicata, pentru a reduce influenta deformatiilor elastice din sistem, se procedeaza la mai multe treceri de proba, pana se stabileste cota de reglare. Adancimea de aschiere minima care se poate lua la o trecere trebuie sa fie t>0.03 mm pentru strunjiri, frezari, rabotari etc., pentru a nu se produce

tasari

rara aschiere. 3.11.7. Reglarea sculei la cota cu ajutorul pieselor de proba

In cazul productiilor de serie si de masa, procesul de reglare a sistemului tehnologic, in vederea prelucrarii unui lot de piese, presupune stabilirea conditiilor de aschiere (regim de aschiere, scule etc.), pe de o pa rte, iar pe de· al ta parte stabilirea dimensiunilor optime de re glare a sculei. Ca ~i condijiile de aschiere , cota de re glare influenteaza direct productivitatea prin numarul de picse care se realizeaza in reglajul dat, ca ~i prin timpul necesar reglarilor repetate executate in vederea prelucrarii lotului de • piese. Pentru anumite conditii de aschiere timpul de prelucrare intr-un reglaj dat este influentat de marimea erorilor sistematice ~i a celor mtamplatoare. In cazul cand se ia in considerate ca preponderente erorile sistematice provocate de uzura dimensionala (radiala) a sculei ~·i dilatarea termica a acesteia, curbele de variatie a dimensiunilor pieselor prelucrate intr-un reglaj dat, au aspectul reprezentat in fig. 3.75, a ~i b. A

.

A

d

d

[mm)

[m.111)

-

''-l::t..

-

-

•·

/

-· -

c, I

~

'a

~

N·

s ~ ~

a.

C'z

-·--

'

I

'I 1

I -

! m/r: j

T1mp [m1'n]

7in1to

11nr.;oiese J

far.pie

se )

Fig. 3. 75 ,..

In fig. 3. 75, a se prezinta numai influenja uzurii sculei care conduce la cresterea diametrului la arbori. Dilatarea termica insa a sculei are influenta conrradictoric asupra preciziei de prelucrare, in sensul ca diametrul arborelui scade rnai ales la inceput, pana se ajunge la echilibrul termic. Asa se explica forma curbei C1 din fig. 3. 75, b prin influenja cornuna a uzurii dirnensionale ~i a dilatarii termice a scnlei. Daca se ia in considerare numai actiunea erorilor sistematice, dupa un timp tK de la inceputul prelucrarii .lotului de piese, piesa CU numarul de ordin n K ar trebui Sa aiba \

115

Precizia de prelucrare A

dimensiunea dK (fig. 3. 75, b). In realitate, datorita actiunii erorilor intamplatoare (variajii

•

•

d.e duritate a semifabricatului, variajia adaosurilor de prelucrare, erori datorita tensiunilor interne etc.), dimensiunea dx nu este riguros constanta, ci variaza intr-un camp 6 a, care reprezinta marirnea campului de dispersie a abaterilor provocate de erorile intamplatoare (a este abaterea medie patratica). S-a constatat experimental ca abaterile dimensiunii dK se supun legii norrnale de repartijie (curb a C2 din fig. 3. 7 5, b). Pentru a se prelucra cat mai multe ·piese in cadrul unui reglaj trebuie ca dimensiunea de reglare sa aiba o astfel de valoare incat sa asigure o durata cat mai mare intre doua reglari. Daca se studiaza reglarea optima comparativ cu reglarea la rnijlocul campului de ... toleranja (fig. 3. 76), se observa ca durata unei reglari optime T,11 > T,1 . In acest caz dimensiunea de reglare optima a sculei este

d,o

=

d,2

= d,ni1i +

3 a·+ Jir '

(3 .. 180)

in cazul prelucrarii suprafejelor exterioare, iar la alezaje

Dro

=

D,,,ax - 3o - Ar .

(3.181)

Determinarea dimensiunii uptime de reglare necesita cunoasterea parametrului a. Abaterea medie patratica a este ~i o caracteristica a preciziei masinii-unelte; poate fi " cunoscuta sau nu. In cazul cand n.u se cunoaste, se recurge, in cadrul acestei metode de reglare, la estimarea valorii. sale pe baza unui sondaj statistic de volum redus .~i se va nota cu a'. Intrucat parametrul a se calcula pentru loturi de piese mult mai mari, rezulta ca o' va fi putin diferit de a. In cadrul metodei prezentate, pentru calculul lni a' se prelucreaza un numar mic de piese (5 . . . 10), nurnite piese de probii, cu dimensiunea de reglare a s.culei corespunzatoare mijlocului campului de toleranja: d=d r

,

Td +-· 2

111 i11

(3 .182)

Este necesar ca prelucrarea celor n piese de proba sa fie realizata in condijii identice celor prescrise lotului de piese care urmeaza a fi prelucrate cu scula reglata la cota

(aceeasi scula, acelasi regim de aschiere, acelcasi conditii de racire-ungere etc.). Dupa prelucrarea celor 11 piese de proba, se mascara fiecare piesa ~i apoi se calculeaza o' cu relajia /l

1

a'=

(3.183)

/l -

in care:

11

reprezinta numarul pieselor de proba prelucrate; d; - dimensiunile efective ale

pieselor de proba;

-d - d.imensiunea

medie a pieselor de proba, care se calculeaza cu relatia -

d=

1 -

n

n

"d .. L I

(3.184)

i=1

Tot in cadrul acestei metode se considera, in majoritatea situajiilor,

nesemnifi- cativa valoarea erorii de reglare Ar, mai ales ca nu se cunoaste, asa incat Ia calculul initial

Tehnologia constructiilor dt masini

116

al cotei de reglare nu se tine cont de Ar (se verifica mai tarziu, daca aceasta a influentat sau nu cota de reglare, prin testul Student):

. D,o

d ro =d min +3a1• '

=

(3.185)

.Dmax - 3 a' .

Corectitudinea reglarii se verifica prelucrand cu scula reglata la dimensiunea d,0 ( D,0) un nu mar suplimentar de piese (5 . . . I 0). Reglarea este corecta daca centrul de

grupare a dimensiunilor acestor piese prelucrate coincide cu dto sau se abate foarte putin de la aceasta valoare. Verificarea se face Cll ajutorul testului Student' in urmatoarele etape: • se calculeaza media dimensiunilo.r efective ale pieselor prelucrate suplimentar

I',

cu ajutorul relatiei (3 .184 );

• se calculeaza statistica testului t = c

I

-, d -

d ro

a' I J n

(3.186)

. '

• se ia decizia: a) daca t c ~ t,, - reglare necorespunzatoare; b) daca tc < t,, - reglare corespunzatoare. Valoarea t; se alege din tabelul 3.3 in functie de nivelul de semnificatie dorit. Ca exemplu, se precizeaza ca pentru 11 = 7, pentru o probabilitate de 99 % a corectitudinii reglajului, valoarea. tJJ = 3,499. . Valoarea probabilitatii din tabelul 3. 3 se ia in functie de precizia prelucrarii pieselor din lot, respectiv de marimea toleranjei. Pentru piese care se incadreaza in clasele standardizate de execujie fina, mijlocie ~i grosolana se adopta, respectiv, ·1 - P = 0,01; 1 - P = 0,02 si, respectiv, 1 -· P = 0,05 . Daca reglarea rezulta a fi necorespunzatoare, se face corectia ei, in sensul

apropierii lui

d1

de dro .

In acest scop se deplaseaza

de prelucrat cu valoarea diferentei d,0

-

-

•

scula pe direcjie norrnala la suprafata

d1, intr-un sens sau altul, in functie de semnul

..:,• ..

diferenjei; de exernplu, spre piesa cand diferenja este negativa. Tabelul 3.3 ..

Valorile lui tn pentru testul Student -

1 - p = 0,05

ll

-

1 - P = 0,0.2

-

. .

1 - P = 0,01

I

..

1 2 3 4

5 6 7 8

9

10

•

.

12,706 4,303 3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 2 '306. 2,262 2,228

r.

31,821 6\965 4,541

63,657 9,925 5,841 4,604 4,032 3,707 3,499 3.355 3,250 3,169

3,.747 -

3,365 3,143 2,998 2,896 2,821 2,764 I•

l ! \

I

.I

'

Precizi« de prelucrare

117

Verificarea reglarli cu ajutorul testului Student pune in evidenja modul in care se realizeaza practic dimensiunea optima de reglare pe masina-unealta, Reglarea sculei in raport cu piesa se realizeaza cu anumita abatere A.r = em + eP in raport cu dimensiunea optima de reglare d,0 , in care em reprezinta eroarea de masurare, iar eP eroarea de pozitionare, Prin aplicarea testului Student, se pune in evidenja daca aceasta eroare este semnificativa sau nu. • I

~

3.11 .. 3. Reglarea sculei cu etaloane sau calibre Aceasta rnetoda presupune utilizarea unor calibre sau piese etalon pe care sunt materializate cotele optime de reglare. Etalonele (piesele etalon) au forma piesei care se ..

va prelucra; calibrele (sablonul) pot avea o forma diferita de cea a piesei care se va prelucra. Prin cotele sale caracreristice, calibrul sau etalonul trebuie sa permita reglarea unei distante intre masa masinii-unelte ~i scull (fig. 3. 77) sau intre arborele principal al masinii-unelte ~i scula (fig. 3.78). . . Li Cq/q .: .

·•

.

rI

•

•

.·~ :

.. "

'

'

,i

,

[ ~

~t.

_ .....·---·-~

"'t:J·-e

.. ~

'..

'

.;'

.

~

~j

-----·--·--'-·

~c..! I.'

-

•• 4

'!i.'

'

I ..'/ .. .I

..

' .

.

.

I'

;

J

1,

• ..... ,,: .

1··

•

.

:

'

,

~

f

.

I

,•

t

'.

f

I

.:.·

I.

1

-

•

.. I .

.....•

'

i

~

Corp 'dis. 'l!ZiliY

.

•

' .

'

'!::)"! i

0 •

.

tit'

"1:S't

~rhc10/

r-r-----~

o't>jrr1cl v.2 > v3• A

In fig. 4 .10 este prezentata variatia rugozitatii cu unghiurile de atac x , x 1 ale sculei aschietoare pentru dif erite avansuri de lucru s. Cu cat unghiurile de atac sunt mai man, cu atat rugozitatea creste, In fig. 4 .11 este prezentata variajia rugozitajii cu unghiul de degajare pentru dif~rite viteze de lucru, v2 > v1. Se observa o scadere relativ lenta si neuniforma a •

A

+

A

rugozitajii o data cu cresterea unghiului de degajare y . ....

In fig. 4 .12 este prezentata variatia rugozitajii cu unghiul de asezare a . Se observa o crestere a rugozitatii o data cu cresterea unghiului de asezare. In fig. 4 .13 este prezentata variatia rugozitajii cu unghiul de inclinare a taisului sculei A pentru diferite avansuri de lucru s. Se observa o crestere relativ lenta a rugozitatii o data cu cresterea unghiului de inclinare. A

4.2.4. Microgeo.metria sculei aschietoare A

In cadrul microgeometriei

sculei se manifests

urmatoarele

influenje asupra rugozitajii taisului R,; influenja rugozitatii

rugozitatii suprafetelor prelucrate: influenja feJe.i de degajare RY; influenta rugozitajii fejei de asezare Ra;· influenja razei de bontire a taisului p . In fig. 4 .14 este prezentata variatia rugozitatii suprafejei prelucrate i11 funcjie de variajia rugozitatii sculei aschietoare R, la strunjirea cu diferite viteze v, iar In fig. 4.15 la strunjirea cu avansuri diferite. Se observa o crestere a rugozitajii suprafetei prelucrate A

.

o data cu cresterea rugozitatii taisului sculei aschietoare. ""' In fig .. 4.16 este prezentata variajia rugozitatii suprafetei prelucrate in funcjie de rugozitatea fejei de degajare a sculei RY , iar in fig. 4.17, in functie de rugozitatea fetei de asezare a sculei Ra, in care cele trei curbe reprezinta: 1 - cutitul nou ascujit: 2 - cutitul ... '

Tehnologia eonstructiilor de masini

124 R [;vn]

R £,um]

•

•

1

l I

R

R· [~um]

.,

[Jlm}

.. =

I

I

I

I

l

I I

I I

t I

Il

I

5

70

R

{Jlm] I

t

20 a:

Ii

-5 -ft. -2 0 2

6

...

-

v=37 I

A•

R1[jJ1n]

Fig. 4.13

Fig. 4.14

R. (Jim}.

s = o, 6 mm/rot

4•

'1t:'·45

I

'

20

v=22 m/min

•

'

1

-

s=0,12

Fig. 4."12

R [,um]

s ;0!~4,

f

I

I

s = o,38 mm/rot

10

Fig. 4.11

'Fig. 4.10

Fig. 4.9

o

-10

~(~,)

r[mrn]

R [)Im]

..

'

1

1

R,[pm] Fig. 4.15

Fig. 4.16

Fig. 4.17

Fanta

---

.,,,,.-

/"----· -'---OT50 .

R [JJm]

1

.......

qfinm]

1

h~[mrn] Fig. 4.21

Fig .. 4.19

Fig. 4.18

2

I I

I. '

• ,,

r

R [jJ1nj

7 6 1

5

v[m/min] Fig. 4.20

Calitatea suprafeJelor prelucrate

125

partial uzat; 3 -· cu tit cu tais de depunere. ... In fig. 4.18 este prezentata variajia rugozitajii cu raza de bontire p a rai~ului · sculei aschietoare. Se observa o crestere exponentiala a rugozitajii o data cu cresterea razei de bontire a taisulu]. .

4.2.5. Uzura sculei aschietoare

•.

in fig. 4.19 este prezentata variatia rugozitatii in functie de uzura sculei aschietoare ho: pentru doua materiale: fonta si ojel turnat, Se observa o crestere neuniforma a rugozitatii o data cu cresterea gradului de uzura a sculei aschietoare,

-,

4.2.6. Fluidele de racire - ungere Fluidele de racire-ungere mai importante care influenjeaza rugozitatea suprafejelor prelucrate sunt: aerul, uleiul, petrolul lampant, tetraclorura de carbon (CC14). oxigenul, hidrogenul, azotul lichid. In fig, 4.20 este prezentata influenja diferitelor medii de racire-ungere (1 - aer: 2 - ulei; 3 - petrol lampant; 4 - tetraclorura de carbon; 5 - oxigen: 6 - hidrogen; 7 - azot lichid). Se observa ca in cazul oxigenului se obtine rugozitatea cea mai mica, iar azotului lichid - cea rnai mare; in schimb, azotul lichid este utilizat pentru cresterea durabilitatii sculei aschietoare. A

4.2. 7. Rigiditatea sistemului tehnologic Se observa, in fig. 4.21, ca, pentru un sistem tehno1ogic mai rigid 1 se objine o rugozitate mai mica decat in cazul unui sis tern mai putin rigid, 2. "' In fig. 4.22 si 4.23 sunt prezentate legaturile spajiale dintre rugozitatea R, uzura de asezare a sculei ha ~i parametrii regimului de aschiere v si s. Se observa ca rugozitatea suprafejelor prelucrate creste o data cu cresterea uzurii sculei aschietoare, cresterea avansului si scade o data cu cresterea vitezei de aschiere . ••

R[pm}

R[Jlm] ,

--- - - - - --· J:=i_~-1-~ . . -~-~-~-~::>-' L - - - ·... .·

~

'o ·-

---... ------- e1 , rezulta c.a precizia de prelucrare impusa se realizeaza prin urrnatoarele prelucrari: strunjire de degrosare, strunjire de finisare, rectificare de degrosare, rectificare de finisare. Daca coeficientul s,, ar fi f ost rnai mic decat E1 , atunci se mai introducea o faza de strunjire de semifinisare. Exemplul 2. Se considera prelucrarea unei suprafeje cilindrice a unui bolt neted A

cu diametrul 25 +g,002 §i Ra

=

•• I

0,05 µm. Drept semifabricat se alege o bara trasa calibrata

cu to leranta Ts ;:;. 280 µ.m . In aceste conditii coeficientul de precizie total va fi A

i;

J

(5.8)

I

-

Conform tabelului 4. 3, rugozitatea Ra = 0,05 JLffi se poate objine printr-unul dintre ..

••

'

151

Principii 1i probleme de baw in proiectare« 1i organi%Jlrea proceselor tehnologice ·'

procedeele: lepuire, honuire exterioara de finisare sau rodare. Dintre aceste procedee, honuirea de finisare asigura atat rugoziratea R0 = 0,05 µm, cat ~i o corectare a preciziei dimensionale ~i de forma, cu conditia ca la prelucrarile anterioare sa nu rezulte, pentru honuirea finala, un adaos de prelucrare mai mare de 15 . . . 20 µm pe diametru, iar toleranta la. diametru sa nu fie mai mare de 12 µ.m. Acest lucru poate fi realizat printr-o

-...

honuire de degrosare.

Dael prima operatic este o rectificare tlra centre care asigura o toleranta Tr = 100 µm, coeficientul de precizie va fi

e 1 = Ts I T,

==

280 / 100

=

(5.9)

2,8 .

La a doua operatic honuirea de degrosare - coeficientul de precizie e2

= T,/Thd

=

100/12 = 8,34.

(.5.10)

La a treia operatic - honuire de finisare - coeficientul de precizie

-

•

E3 ::

Thd I Th/= 12 I 2 = 6 .

(5 .11)

Coeficientul de precizie total

.. '

e(T

=

SI e2 B3 =

2,8 . 8,34 . 6

=

140,11 .

(5.12)

Deci precizia impusa ln exemplu dat se poate realiza prin procedeele: rectifica·re flra centre, honuire de degrosare ~i honuire de finisare.

-

s·. 7. Principii privind stabilirea succesiunii operatiilor Numarul operajiilor sau fazelor tehnologice necesare realizarii pieselor este ·in

stransa dependenja cu conditiile tehnico-functionale prescrise. Operatiile tehnologice se "' grupeaza in: opera/ii de degrosare, opera/ii de finisare ~i opera/ii de netezire. In cadrul

•

unui proces tehnologic se pot ivi situajii cand sunt necesare toate categoriile de operatii mentionate, sau nu sunt necesare decat o parte, piesa ramanand cu suprafejele de la semifabricare. Numarul variantelor unui proces tehnologic care asigura fiecare in parte toate conditiile tehnice impuse piesei respective este foarte mare, cu atat mai mare, cu cat numarul operatiilor care trebuie prelucrat.e este mai mare. De exemplu, cand numarul operajiilor dintr-un proces tehnologic al unei piese este de K, atunci numarul teoretic al variantelor de proces tehnologic este (5.13) V= K! . In realitate exista ·reguli ~i principii practice care, daca sunt considerate tot atatea restrictii de proiectare, reduc mult numarul variantelor tehnic posibile. Astfel de principii ~i reguli care trebuie avute in vedere la proiectarea proceselor tehnologice sunt: - - in prima operatic, eel mult in a doua se recomanda prelucrarea supraf ejelor care vor servi ca haze tehnologice pentru operatiile urmatoare; - daca piesa finita contine ~i suprafete neprelucrate, flri rol functional, atunci A

152

Tthnologia construetiilor de ma1ini

se recomandl ca in prima operajie.cand se prelucreaza bazele tehnologice, sa fie folosite la orientarea piesei acele suprafeje care raman neprelucrate; - suprafetele care contin eventuale defecte provenite din semifabricare se vor prelucra in primele operatii, imediat dupa prelucrarea bazelor tehnologice; - bazele tehnologice care se prelucreaza la inceputul procesului tehnologic sa fie, pe cat poslbil, ~i haze de cotare principale; - in prima parte a procesului tehnologic se fac prelucrarile de degrosare, iar in a doua parte - prelucrarile de finisare, pentru a se asigura precizia necesara a piesei ~i utilizarea rationals a masinilor-unelte de precizie diferite; - la piesele de dimensiuni mari ~i foarte mari se introduce o operatie de tratament termic de detensionare dupa prelucrarile de degrosare: - operajia de tratament termic de durificare, acolo unde este cazul, se introduce inaintea operatiilor de rectificare cu corpuri abrazive ~i a operajiilor de netezire; - daca in timpul prelucrarii piesei se modifies rigiditatea acesteia, se recomanda ca in prima parte a procesului tehnologic sa se execute operatiile care nu modifies prea mult rigiditatea piesei: - in cazul pieselor cu mai multe dimensiuni tolerate se are in vedere ca ordinea operajiilor de prelucrare sa fie inversa gradului de precizie; - executarea gaurilor, canalelor de pana, canelurilor, filetelor se recomanda a se efectua catre sfarsitul procesului tehnologic, in scopul evitarii deteriorarii acestora in timpul transportului; - succesiunea prelucrarilor trebuie sa asigure un timp efectiv minim; - se recomanda sa se utilizeze cat mai putine haze tehnologice pentru a se reduce numarul de prinderi - desprinderi $i a reduce erorile de pozijionare; ideal este sa se pastreze, daca este posibil, aceleasi haze tehnologice unice pe tot parcursul tehnologiei; - suprafejele cu rugozitatea mica si precizie ridicata se finiseaza i11 ultimele operajii, pentru a se evita deteriorarea lor in cursul altor prelucrari sau al transportului; -· suprafejele pentru care se impun conditii severe de precizie a pozitiei reciproce (concentricitate, paralelism, perpendicularitate etc.) se prelucreaza in aceeasi prindere; - in cazul prelucrarii pe Iinii tehnologice in..flux, volumul de prelucrari afectat fiecarei operatii trebuie corelat cu ritmul mediu al liniei. Respectarea principiilor $i regulilor menjionate conduce la o structura de proces tehnologic a carui schema este urmatoarea: 1) prelucrarea suprafetelor care devin baze tehnologice pentru prelucrarile ulterioare: 2) prelucrarea de degrosare a suprafejelor principale (cele cu rol functional P reponderen.t); 3) prelucrarea de degrosare a suprafetelor secundare (auxiliare); 4) tratament termic de detensionare (daca este cazul); 5) prelucrarea de finisare a suprafetelor principale; 6) prelucrarea de finisare a suprafejelor secundare (daca este cazul); 7) p·relucrarea filetelor, canelurilor etc. (daca este cazul): 8) tratament terrnic de· imbunatatire a proprietatilor mecanice (daca este cazul); 9) prelucrarea de netezire a unor suprafeje principale; 10) controlul tehnic; 11) marcare, conservare, depozitare (daca este cazul).

-

•

•

•

-

•

'

i

I• I r

'

Principii 1i probleme de baza tn proiectarea §i organizarea proceselor tehnologic« ..

153

.

.5.8. Principii de baza ale tehnologiilor de grup, . tipizate §i normalizate ..,,..

5 .. 8.1. Tehnologii de grup

-..

'-·

Desi in constructia de masini productia de masa permite o organizare mult mai buna a procesului de productie, se constata ca .tarile dezvoltate au extins mai mult producjia de serie mica, pentru a putea cu usurinta, Iara cheltuieli mari ~i intr-un timp cat mai scurt, sa treaca de la fabricajia unui produs la fabricajia altuia, imbunatatit, perfectionat. Procedand in acest mod, firmele respective produc o varietate mare de produse, in cantitaji relativ mici ~i pot aparea pe piata la intervale de timp scurte cu produse noi, deoarece astazi este mult mai greu sa te mentii pe o piaja cucerita, decat sa o cuceresti, Se cunoaste faptul ca ponderea timpilor neproductivi din timpul pe bucata este cu atat mai mare, cu cat numarul de piese care se prelucreaza pe rnasina reglata in acest scop este mai mic. In producjia de serie mare ~i de masa masinile-unelte sunt amplasate in. ordinea fluxului tehnologic, iar in producjia de serie mica, pe grupe de masini, piesele parcurgand distante mari de la o masina la alta. Tot datorita numarului mic de piese de acelasi fel, costul dispozitivelor speciale influenteaza intr-o masura foarte mare costul unei piese. Acelasi lucru se intampla cand prelucrarea pieselor respective necesita scule speciale. Au fost aratate numai cateva din dezavantajele mari ale produejiei de unicate ~i de serie mica faJa de producjia de serie mare §i de rnasa . Datorita acestei situajii, precum si faptului ca foarte multe dintre piesele unicate care se prelucreaza individual pe aceleasi masini au dimensiuni apropiate ~i forme geometrice asemanatoare, a aparut ideea de a se forma, din aceste piese, grupe de piese care sa fie prelucrate dupa principiile productiei de serie mare si rnasa (pe linii tehnologice sau pe rnasini-unelte de inalta productiviiate). De aici a aparut si denumirea de tehnologie ..

A

4 I

•

...

de grup .

Problema primordiala de care depinde aplicarea tehnologiei de grup este aceea de

constituire a grupelor de piese dupa forma ~i dimensiunile lor, cu condijia sa fie prelucrate pe aceleasi utilaje si cu aceleasi SD V -uri. In cazul tehnologiei de grup sunt necesare, deci, utilaje de acelasi tip, dispozitive comune cu elemente reglabile :~i schimbabile, care sa permita prinderea pieselor de forme asemanatoare intr-o gama mai mare de dimensiuni. Utilizarea pe scara larga a dispozitivelor si reglajelor de grup reduce mult tipurile si nurnarul utilajelor necesare. Grupele de piese pot fi con.stit:uite in asa f el lncat: sa aiba o singura opera tie A

comuna a procesului tehnologic; sa aiba mai multe operatii comune; sa aiba toate operatiile procesului tehnologic comune ( ca·zul ideal). Modul de clasificare a pieselor influenjeaza hotarator tehnologia de grup ce urmeaza a fi intocmita. Toate sistemele de clasificare urmaresc, in general, urmatoarele: - aplicarea unui cod, format dintr-un numar de cifre, fiecarei piese din programul de productie al intreprinderil; ,

- identificarea

pe baza codului a pieselor cu forme geometrice,

dimensiuni,

154

T~hnologiaconstruc/fllor de ma1ini

procedee ~i metode tehnologice de prelucrare identice (strunjire exterioara, strunjire interioara, burghiere, filetare, frezare etc.). Dintre sistemele de clasificare, cele mai cunoscute pe plan mondial sunt urmatoarele: OPIT'Z in Germania. : VPTIT, LITMO, PTNII in. Rusia; BRISCH GOMBINSKI in Anglia; VUSTE in Cehoslovacia; ZAFO-ZAOME in Franta. In tara noastra exista, de asemenea preocupari in problema codificarii pieselor, ~i anume: codul intreprinderii HIDROMECANICA Brasov: codul intreprinderii de Masini-Unelte ~i Agregate Bucuresti (IMUAB); codul intreprinderii de Pompe Bucuresti; codul ICPTCM Bucuresti; codul de preselectare a pieselor cu tehnologii asemanatoare elaborat de catedra TCM din Universitatea POLITEHNICA Bucuresti; codul tehnologic DISRQM . . UPB. Criteriile de clasificare ~i codificare sunt prezentate in continuare. a. Criteriul de clasificare dupii forma pieselor este criteriul intalnit in majoritatea sistemelor cunoscute de codificare. Piesele sunt impartite in familii. In general, acest criteriu este recomandat in cazul pieselor simple. Criteriul nu reusesete sa scoata in evidenja o serie de factori ce influenjeaza procesul tehnologic, si anume: materialul, tratamentul termic, rugozitatea etc. De asemenea, nu tine seama ca pot exista piese cu forme asemanatoare, dar cu trasee tehnologice diferite. Clasificarea tehnologica a pieselor se face pe baza unor piese reprezentative, reale sau fictive. b. Criteriul de clasificare bazat pe tipul utilajului este un sistem rigid ~i limitat, deoarece nu intotdeauna se poate stabili o legatura intre forma constructiva a piesei ~i masina-unealta (aceasta intrucat alegerea utilajului se face, in general, jinand seama de. rentabilitatea ce se objine pentru seria respectiva de fabricatie). c. Criteriul de clasificare bazat pe programul de productie are o aplicabilitate restransa. Modernizarea parcului de utilaje, modificarea produselor etc .. fac ca programul de productie sa se modifice in timp. · d. Criteriul bazat pe gradul de dificultate tehnologica. Tendinta ca factorii tehnologici sa fie cuprinsi intr-un sistem de clasificare este normala, dar o clasificare morfologica, bazata exclusiv pe acesti factori, nu este posibila. e. Criteriul de clasificare dupd rolul functional al piesei este aplicat in cazul producjiei constante. f Criteriul de clasificare pe baza prelucrdrilor importante imparte operatiile in principale ~i secundare·. g. Criteriul de clasificare dupa dimensiuni. h. Criteriul de clasificare dupii greutate s.a. Codul de preselectare a pieselor cu tehnologii asemanatoare elaborat de Catedra TCM din Universitatea POLITEHNICA - Bucuresti este un cod de 10 ranguri (tabelul 5. 3), fiecare rang confine I0 cifre si se refera strict la un element caracteristic al piesei (material, greutate, forma etc .. ). in tabelul 5 .4 se prezinta conjinutul rangului I, privind materialul piesei. Rangul I I d,a inf ormajii in legatura cu greutatea pieselor, care conditioneaza alegerea utilajelor ~i a mijloacelor de ridicat ~i transportat. De exemplu, pentru G < 0, 1 daN corespunde cifra de cod 0, pentru G = 0, 1 ... 1 daN corespunde cifra 1, pentru G = l ... 10 daN corespunde cifra 2 s.a.m.d. Rangurile III, IV si V dau informajii cu privire la dimensiunile pieselor (lungimi, latimi, inaltimi, diametre). Acestea conditioneaza alegerea masinilor-unelte ~i a ambalajului paralelipipedic sau cilindric. Deci, caracteristica codului conjine cinci cifre reprezentand primele cinci ranguri. Mantisa ofera informajii privind forma generala a suprafejelor ce se prelucreaza (tabelul 5.3). A

A

'

t.

•·-

•.,

',,

' '

'

l

155

Principii 1i probleme de bazA in proiectarea Ji organizarea proceselor tehnologice

Tabelul 5.3 Continutul codului de preselectare a pleselor . .,,.

.

-

CARACTERISTICA '

,. •

MANTIS A

-

.

Rangul

Rangul

Rangul

Rangul

I

II

III

IV

Rangut

v

..

-

Materialu1 piesei

Greutatea

Lungime

Inaltime

Utime

• • preset

Rangul VI

Rangul VII

· Suprafeje Alte cilindrice suprafete

Rangul VIII

.

Rangul IX

'

~· •

'

· lutie

-

x

Suprafete · Suprafete · Suprafete . cane1ate plane filetate

de revo'

Rangul

danrurare

-

Tabelul· S .. 4

Conjinutul rangului I privind materialul piesei

Materialul

'

Codul

'

# I

Otel netratat terrnic Otel tratat terrnic Fonte Alurniniu ~i aliajele sa1e

0 1 2

Cupru, bronz, alama

4

Alte materiale metalice

5 6

3

Cauciuc

Mase plastice

7 8 9

Lemn

Alte materiale nemetalice

5.8.2~ Tehnologiile tipizate "

•

I

In sistemul de pregatire tehnologica, de organizare a productiei, ca ~i in terminologia tehnologica, nu trebuie confundata tehnologia de grup cu tehnologia tipizata, Acestea difera principal una de alta. In primul rand, tehnologia tipizata se distinge prin caracterul comun al ordinei ~i continutului operatiilor procesului tehnologic, pe cand tehnologia de grup este caracterizata prin caracterul comun al utilajului tehnologic $i SDV·A

..

urilor. Mijloacele si me·todele moderne de producjie in constructia de masini sunt in prezent foarte diferite. Sute de mii de piese se executa astazi dupa diverse procedee tehnologice, pe diferite utilaje, cu diferite scule §i dispozitive. Varietatea procedeelor tehnologice este atat de mare, incat aceeasi piesa se executa prin procedee tehnologice diferite, de multe ori chiar la aceeasi intreprindere. Volumul de munca pentru prelucrarea aceleiasi piese poate sa difere de· cateva ori sau chiar de zeci de ori. Diferenjele atat de mari se datoresc faptului ca dezvoltarea tehnica a intreprinderilor este neuniforma ~i marimea foarte diferita a programului de productie. Pentru eliminarea acestor nepotriviri, pentru imbunarajirea tehnologicitatii ~i productivitajii este foarte eficienta tipizarea proceselor tehnologice la piese care prezinta asemanari. Elementele comune care se iau in considerare la intocmirea procesului tehnologic tipizat sunt: metoda cea mai perfecjionata de elaborare a semifabricatelor, in conditii economice; utilajul sa fie identic ca dimensiuni ~i tip; metodele de alegere a bazelor de

__

Tthnologia constructiilor dt maslni

156

,..

_1

referinta ~i fixare sa fie aceleasi; ordinea executarii operatiilor de prelucrare mecanica sl fie aceeasi, pentru toate piesele cuprinse in procesul tehnologic tip. Ca ~i tehnologia de grup, tipizarea proceselor tehnologice trebuie sa Inceapa cu clasificarea pieselor, astfel incat o aceeasi grupa de piese asemanatoare sa admita acelasi traseu tehnologic. Pentru aceasta se alege sau se deseneaza piesa caracteristica, care sl conjina toate tipurile de prelucrari de pe piesele reale. Deci, piesa caracteristica poate fi reala, adica in grupa de piese stabilita exista o piesa reala care confine toate suprafetele pieselor din grupa, Dael o astfel de piesa nu exista, anmci se deseneaza o piesa fictiva care sa conjina toate suprafetele pieselor reale din lot. Pentru piesa caracteristica stabilita

•• •

'•

se lntocmeste in continuare tehnologia tipizata valabila pentru toate piesele reale din grupa. In cazul pieselor mai simple din grupa vor fi eliminate operatiile din tehnologia tipizata pentru suprafetele inexistente pe piesa reala, pastrandu-se strict succesiunea celorlalte operatii. Clasificarea pieselor de masini in vederea elaborarii proceselor tehnologice tipizate se face prin gruparea acestora in clase, subclase, grupe ~i tipuri de piese, conform fig. 5 .16. A

c·1asa I

Suhclase

.

•

•

I

'

I

'

I

"

.

Grupe '

, -

I J

L

, ,

'

'

'

-

,

I \~

J

. \11p11ri

\

' '

~

•

'

•

I

'

'

'

-

..

....

Fig .. S.16

Clasa cuprinde totalitatea pieselor care se aseamana prin caracterul comun al utilizarilor ~i al problemelor tehnologice de rezolvat. Subclasa cuprinde totalitatea pieselor din

aceeasi clasa care au forme similare ~i trasee tehnologice asemanatoare. Grupa cuprinde piese cu aceeasi conflgurajie ~i acelasi numar de operatii de prelucrare. Tipul de piese cuprinde ace le piese care au un plan co mun de prelucrare a supraf etelor, adica sunt reunite printr-un proces tehnologic unic. Din punct de vedere tehnico-economic se realizeaza o simplificare a proiectarii, prin folosirea unor procese tipizate, o scurtare a timpului de pregatire a documentatiei pentru fabricatie iar trecerea de la productia de serie mica la productia de serie mare, creste productivitatea ~i se reduce costul fabricatiei.

5.8.3. Tehnologiile normalizate 0 forma superioara de proiectare a proceselor tehnologice o formeaza tehnologia normalizata. Prin tehnologie normalizata se injelege tehnologia care se aplica tuutror pieselor normalizate sau tuturor elementelor constructive unificate ale pieselor. j

,,_

•

Principii 1i probleme de batd. tn proiectarea 1i organizarea proceselor tehnologice

157

Prin normalizarea .~i unificarea pieselor ~i suprafetelor se realizeaza: o reducere a nomenclaturii pieselor; o scurtare a timpului de proiectare; o specializare a intreprinderilor: posibilitatea organizarii productiei in flux; o reducere lnsemnata a costului f abricatiei. Prin normalizarea proceselor tehnologice se creeaza conditii pentru automatizare $i mecanizare complexa. Ca exemple de unificare ~i normalizare a unor piese §i subansambluri se pot da: piese de cornanda, rulmenti, pompe hidraulice, panouri de

comanda hidraulice etc.

5.9. Calculul adaosurilor de prelucrare §i al dimensiunilor intermediare

" I

5.9.1. Notiunl de baza •,

Determinarea valorii optime a adaosului de prelucrare are o deosebita importanja tehnic-econornica la elaborarea proceselor tehnologice de prelucrare mecanica a pieselor de masini, Valoarea adaosurilor de prelucrare trebuie sa fie astfel stabilita incat, in conditiile concrete de fabricajie, sa se asigure obtinerea calitatii prescrise a pieselor la un cost •

•

m1n1m.

Daca adaosurile de prelucrare sunt prea mari, se mareste consumul de metal, sunt necesare faze sau operatii suplimentare prin aschiere, se mareste consumul de scule aschietoare ~i uzura utilajelor, cresc consumurile de energie electrica ~i alte cheltuieli ,.. legate de exploatarea masinilor - unelte, In consecinta, piesele finite se objin la un cost mai ridicat. Daca adaosurile de prelucrare sunt prea mici, nu se pot indeparta complet straturile superficiale cu defecte ale sernifabricatului, astfel incat nu se obtine precizia ~i rugozitatea prescisa a supraf etelor prelucrate. De asemenea, cand se prevad adaosuri mici, trebuie sa se foloseasca procedee mai precise de objinere a semifabricatelor, ceea ce duce la marirea costului pieselor, mai ales la serii mici de fabricatie. Rezulta deci ca este necesar sa se stabileasca valori optime pentru adaosurile de . prelucrare. Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se folosesc urmatoarele metode: a) metoda,.. experimental-statistica; b) rnetoda de calcul analitic, In condijiile fabricatiei de serie si unicate, adaosurile de prelucrare se stabilesc prin metoda experimental-statistics cu ajutorul unor standarde de stat sau normative care, sub forma tabelara, recomanda valori pentru adaosurile de prelucrare, pe baza experientei practice a industriei. Folosirea normativelor de. adaosuri de prelucrare scurteaza durata proiectarii procesului tehnologic, dar nu asigura prescrierea valorii optime a adaosurilor, datorita neluarii in considerare a conditiilor concrete de prelucrare, ca, de exemplu, orientarea ~i fixarea semifabricatului, precizia semifabricatului etc. Metoda se recomanda mai ales in cazul proceselor tehnologice pentru piese ce se executa in producjia individuala §i de serie mica, asigurand, in general, adaosuri mai mari, pentru a se evita rebuturile. In .

A

Tehnologl« constructiilor de masini

158

cazul producjiei de serie mare ~i de rnasa devine justificata metoda calculului analitic, care asigura adaosurile de prelucrare optime, dar este mai laborioasa, Metoda de calcul analitic a adaosurilor de prelucrare se bazeaza pe analiza factorilor care influenteaza valoarea adaosului, determinarea elementelor componente ale aclaosului ~itnsumarea lor. Aceasta metoda jine seama de conditiile concrete de execntare a procesului tehnologic de prelucrare si permite punerea in evidenja a posibilitajilor de reducere a consumului de metal ~i de micsorare a volumului de munca al prelucrarilor

mecanice. Dezavantajul metodei de calcul analitic al adaosurilor de prelucrare consta in volumul mare de calcule necesare. De aceea, folosirea metodei este limitata, Se recomanda, ca pe langa utilizarea in productia de serie mare ~i de masa, metoda calculului analitic al adaosurilor de prelucrare sa se foloseaca chiar in condijiile fabricatiei individuale a pieselor foarte mari ~i mai ales a pieselor din materiale deficitare, deoarece pentru astfel de piese adaosurile prea mari pot conduce la pierderi mari de metal, la un consum ridicat de munca ~i energie electrica. Adaosul de prelucrare intermediar este stratul de metal ce se indeparteaza la o anumita opera tie sau faza de prelucrare. Adaosul de prelucrare total este stratul de metal necesar pentru efectuarea tuturor operajiilor de prelucrare mecanica a suprafetei considerate, de la semifabricat pana la piesa

•t

finita.

•t

•

•

-..• '

'

'

I

--· a ·---

I

-~

\• Fig. S.17

9.. '

••

•

•

.I-

•

•

""

•

'

a

-•

.

'

'

•

. -·

•

•

,

,

•

I'

-

,

•

•

ct

""'

..

_,

r

,

"'

'

-'

•'

b

Fig. 5.18

Adaosurile de prelucrare pot fi simetrice ~i asimetrice.. Adaosurile simetrice sunt prevazute la prelucrarea suprafejelor exterioare ~i interioare 'de revolutie sau Ja prelucrarea

Principii 1i problem« de bazd in proieetarea Ji organizarea proceselor tehnologice

...l

e ,

159

simultana a. suprafetelor plane paralele opuse (fig. s·.17) si sunt prescrise pe diametrul sau pe grosime, Adaosurile asimetrice sunt cele care .au valori diferite pentru suprafetele opuse care se prelucreaza in faze diferite sau adaosurile prevazute numai pentru una dintre suprafete, cealalta ramanand neprelucrata (fig. 5.18).

5.9.2 .. Calculul adaosului de prelucrare Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare se poate efectua numai dupa stabilirea traseului tehnologic (succesiunea operatiilor), cu precizarea schemelor de orientare si fixare la fiecare operatic ~i precizarea metodei de obtinere a semifabricatului. Fiecare semifabricat, in functie de procedeul de objinere, se prezinta la prelucrarea mecanica cu anumite abateri dimensionale ~i de forma, abateri de la pozijia reciproca corecta a suprafetelor, neregularitati ~i defecte de suprafata etc. Prin procesul de prelucrare mecanica, aceste abateri se inlatura sau se reduc in limite admisibile. Reducerea abaterilor semifabricatului in procesul de aschiere se face progresiv, ceea ce impune ca prelucrarea sa se faca prin mai multe faze sau operajii. De asemenea, dupa fiecare faza de prelucrare apar abateri datorate de insusi procesul de aschiere ~i care depind de procedeul de prelucrare, de regimurile de aschiere, de orientare ~i de alti factori tehnologici. Indepartarea sau reducerea in limite admisibile a abaterilor prelucrarii precedente impune ca valoarea adaosului de prelucrare pentru faza curenta sa fie suficienta pentru ca abaterile ,.. fazei precedente sa fie lnlaturate. In continuare se vor prezenta, succint, abaterile rezultate din operajiile de pre.lucrare precedente $i din operatia de prelucare considerata, a caror valoare influenjeaza ~i determina valoarea adaosului de prelucrare. a. Adancimea medie a neregularttatllor rezultata la prelucrarea antertoara Rzi- 1 . Pentru prima prelucrare de degrosare, R, reprezinta adancimea medie a neregularitatilor semifabricatului. Pentru a doua prelucrare prin aschiere R::1 · reprezinta adancimea medie a microneregularitatilor rezultate dupa prima aschiere s.a.m.d. La o prelucrare oarecare i, se ia in calculul adaosului de prelucrare marimea ,Rzi _ 1 de la prelucrarea anterioara. Marimea Rzi- 1 depinde de procedeul de prelucrare, regimul de aschiere ~i condijiile efectuarii f azei sau operajiei precedente, b. Adancimea stratului superficial a caret structura §i proprietate se deosebesc de cele ale metalului de baza ~i care a rezultat la operatia prealabila celei considerate, notata cu S1_ 1 • Acest strat superficial va fi indepartat total sau partial la prelucrarea considerata. La semifabricatele tumate din fonte cenusii, stratul de suprafata consta dintr-o crusta perlitica dura, cu incluziuni metalice ~i alte defecte; din aceasta cauza, pentru a crea condijii normale de lucru pentru sculele aschietoare, aceasta trebuie indepartata in intregime la prima prelucrare de degrosare . La piesele forjate si matrijate stratul ·de suprafata rezulta decarburat ~i cu oxizi formati in timpul incalzirii, care produc o uzare intensa a sculei aschietoare. De aceea este necesar ca acesta sa fie indepartat in intregime la prima prelucrare de degrosare, In urma prelucrarii prin aschiere, ca urmare a deformarii grauntilor cristalini, stratul de suprafata rezulta ecruisat. Este indicat ca, la ultima trecere de finisare, acesta sa nu fie indepartat in intregime, in vederea asigurarii unei rezistente la uzare marite a piesei in exploatare ~i obtinerii unei calitati superioare a suprafejei prelucrate, A

"

• •

!

I

! i I

t

l

I

I !

's •

A

.

Tehnologia construcJiilor d~ ma1ini

160

Dupa calirea superficials a pieselor trebuie ca stratul de suprafaja sa nu fie lndepartat la prelucrarile de rectificare sau finisare prin alte procedee. c, Abaterile de la pozitia nominal& a suprafetel prelucrate fata de suprafetele de baza ale semifabricatului se denumesc abateri spatiale si influenteaza·valoarea adaosului de prelucrare. Acestea se iau in calculul adaosului de prelucrare tot de la trecerea

anrerioara, se noteaza cu P;_ 1 §i pot fi: - necoaxialitatea alezajului de prelucrat cu suprafejele cilindrice exterioare ale semifabricatului, de exemplu la flanse, bucse, cilindri etc.: - necoaxialitatea suprafetelor exterioare de prelucrat ale arborilor in trepte fata de suprafetele .fusurilor sau gaurilor de centrare; - neparalelismul suprafetei de prelucrare cu suprafejele de orientare; - neperpendicularitatea suprafetelor frontale de prelucrat fata de axa arborelui; - neperpendicularitatea directiei de avans a burghiului fat.a de suprafata frontala a piesei, ca rezultat al abaterilor de la pozijia reciproca a subansamblurilor· masinii-unelte s.a. d. Eroarea de orientare §i fixare la prelucrarea considerara ei face ca suprafata de prelucrat sa nu ocupe aceeasi pozitie fata de traiectoria sculei aschietoare reglata la dimensiune, la toate piesele din lot. Eroarea de orientare e0 apare in cazul necoincidenjei bazei de orientare cu baza de masurare ~i depinde de schema de orientare a semifabricatului. Eroarea de fixare e.1 a pare datorita deplasarii supraf etelor de prelucrat ale semifabricatului fata de pozitia initiala de orientare, sub actiunea forjelor de fixare aplicate. Aceasta deplasare poate fi compensata la reglarea sculei la dimensiune, daca valoarea deplasarii este constanta la diferitele semifabricate din lotul respectiv. La flxarea in dispozitiv cu strangere pneumatica sau hidraulica se asigura o marime relativ stabila a fortelor de fixare, de aceea, aceste erori, relativ constante, pot fl luate in calculul cotei de reglare a sculei la dimensiune, Nu acelasi lucru se intampla la fixarile manuale, unde variatia mare a fortelor conduce la erori de fixare variabile intr-o plaja de valori la ret de mare, care nu se pot lua in calculul cotei de reglare a sculei la dimensiune. Erorile de fixare apar, de asemenea, datorita deformatiilor de contact dintre semifabricat ~i reazemele principale din dispozitiv, neomogenitatii stratului superficial, erorilor macro $i microgeometrice ale suprafejei de asezare a semifabricatului s.a. Daca sub acjiunea forjelor de fixare deplasarea bazei de masurare se, produce perpendicular pe direcjia dimensiunii care trebuie respectata la prelucrare, atunci eroarea de fixare se poate considera zero. Daca orientarea semifabricatului se face prin intermediul unui dispozitiv de prindere, atunci in eroarea de orientare a semifabricatului va intra ~i eroarea de orientare a dispozitivului pe masina-unealta. De exemplu, eroarea de orientare a dispozitivelor rotitoare pe arborii principali ai masinilor-unelte, erorile de indexare a dispozitivelor la prelucrarile cu mai multe pozitii, erorile de orientare ale semifabricatelor provocate de uzura neuniforma a reazemelor principale din dispozitive s.a. La prelucrarea suprafetelor de revolutie vectorii e0, e1 pot avea direcjii oarecare, ce nu pot fi prevazute si, in acest caz, eroarea cumulata se va calcula prin regula mediei

I

•

• t v

'

t l' I

t

'

... .

#

•

-1

patratice: (5 .14)

II

sau, in cazul eel mai general

rn

L e~, + L e}; · i=l i=l

(5.15)

.

• )

161

Prineipii 1i probleme de baz.4 tn proiectarea 1i organizarea proceselor tehnologice

La prelucrarea suprafetelor plane, paralele cu baza de asezare, vectorii e0 sunt coliniari si, in acest caz, eroarea cumulata se va calcula cu relatia e=e

(5 .16)

+e1~

0

Abaterile spatiale ~i eroarea de orientare ~i fixare sunt vectori deoarece au atat valoare numerica, cat §i o directie ~i un sens. Insumarea lor se va face vectorial. A

La prelucrarea suprafetelor de revolutie exterioare ~i interioare, vectorii . pot avea directii oarecare, de aceea insumarea acestor vectori se face cu relatia

I P;-1

-

2

I=

+ E;

Pi- t

2

+ E;

Pi-1

~i e;

(5.1.7)

•

La prelucrarea suprafetelor plane, cei doi vectori sunt coliniari, deci

- I=

_p"'.'*1-. 1 + E.I

p.l- 1 +

(5 .18)

e.l .

' '

Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculeaza cu relatiile urmatoare: • pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafejele exterioare ~i interioare de revolutie, 2A.i

..

" I

. =· 2 (R . nun zi-

S.i-

+ 1

(5 .19)

2

) + 1

• pentru adaosuri simetrice la suprafete plane opuse, prelucrate simultan

2A.l m 111. = 2 (R Zl. ~ .

·.

S.l -

+ 1

PI· - 1 + eI·). ;

(5.20)

• pentru adaosuri asimetrice, la suprafete plane opuse prelucrate in faze diferite sau pentru o singura suprafata plana,

.

•

+ 1

A.l mlll. = RZI-.

S.I-

+

1

+ p 1.. 1 + 1.

(5.21)

e.I ~

A

In diferite cazuri concrete de prelucrare, unele dintre componentele adaosului de prelucrare se pot exclude din. relajia de calcul. Astfel, la prelucrarea semifabricatelor din fonta cenusie ~i aliaje neferoase, adancimea stratului cu defecte S se ia in calcul numai pentru adaosul primei faze de prelucrare. La celelalte prelucrari, marimea S; _ 1 se exclude din relatie, deoarece in stratul superficial, Ia prelucrarea fontei cenusii fi a aliajelor neferoase, nu se observa modificari insemnate $i adaosurile de prelucrare devin:

A.t m111 . = RZl-.

,.

I +

(5.22)

P,·_ I + e,. ,

sau pentru suprafete cilindrice, 2A.t

. ni I ;i

= 2R . · .z

1-

2 .

1 +

2 2 p;_1 + El· • ...

(5 .23)

De asernenea, la rectificarea pieselor cu tratamente termochimice si calire superficiala, se exclude termenul S; _ 1 pentru a se pastra proprietajile utile ale stratului superficial (duritate mare; rezistenta la uzare etc.). La prelucrarea suprafejelor de revolutie cu centrarea semifabricatului pe gauri de centrare, intre varfuri, eroarea de centrare poate fi considerata zero, dupa directia radiala si adaosul de prelucrare devine . 2A.I tn 111 .

=

2 (R Zl . -

1

+

S.t -

1 +

P,·_1)

.

(5 ~24)

162

Tehnologi« construcfiilor de masini

La prelucrarea gaurilor cu scule aschietoare care se autocentreaza dupa gaura initiala (brose, alezoare articulate pe axul masinii-unelte), abaterile spajiale ale axei gaurii nu pot fl lnlaturate ~i de aceea termenul p1_ 1 se exclude din relajia de calcul; totodata, datorita autocentrarii sculei, eroarea de centrare este zero ~i adaosul devine

(5.25)

2A; min= 2 (Rzi-t + Si- t) ·

La prelucrarile de supranetezire sau lustruire cu adaos simetric, adaosul de prelucrare pe o parte este dat de valoarea rugozitatii de la trecerea anterioara (A; min =Rz;-1).

5.9.3. Calculul dimensiunilor intermediare Pe baza adaosurilor intermediare rninime calculate, se pot deterrnina dimensiunile . intermediare pentru suprafetele piesei de prelucrat. Dimensiunile intermediare sau interoperationale sunt dirnensiunile pe care le capata in mod succesiv suprafetele piesei, la diferitele faze si operajii de prelucrare prin aschiere, incepand de la starea de semifabricat pana la piesa finita. Acestea sunt dimensiunile cu caracter tehnologic si se noteaza in, documentajia de fabricajie, respect iv in planele de operatii, fisele tehnologice etc. Ele determina, de asernenea, dimensionarea verificatoarelor la controlul cu calibre limitative, dimensiunile sculelor aschietoare pentru prelucrarea gaurilor (burghiu, Iargitor, alezor) etc. ,., Dimensiunile intermediare se determina cu relatii de calcul care se stabile.sc din analiza schemelor de dispunere a adaosurilor intermediare si tolerantelor tehnologice. Dispunerea adaosurilor de prelucrare intermediare este diferita, dupa cum prelucrarea se realizeaza prin metoda obtinerii individuale a dimensiunilor (metoda trecerilor de, proba) sau prin metoda obtinerii automate a dimensiunilor (cand reglarea sculei s-a facut prin piese de proba sau etalonate), .

;

~-

..

-

~

• I ~

§

'

~~I

I

......t: ~

.... .

'

~-

• ... I

'

·~

I

l• I I

1111111111

. ~-

.~.....

' ~

•

•

~

·~

•

~

0 0 •~

a

.....

~ ~

'•

'

•t:::. .....

~-

~

~

•

•

' ..... •• 0

~

.'....

I

f

c

~-

' q, rezulta ca Tb 1 > Tb (deoarece 1 I y F > 1), ceea ce permite sa se traga urmatoarea concluzie: timpul de baza minim se realizeaza la prelucrarea cu un numar optim de scule. Orice alt numar de scule va conduce la. cresterea timpului de baza.

5.10.5. Determinarea regimului de aschlere la prelucrarea gaurilor cu cap multiaxe

' ...

La prelucrarea gaurilor cu cap multiaxe sculele pot avea turatia $i avansul pe roratie diferite, insa viteza de avans pe minut a tuturor sculelor trebuie sa fie aceeasi. Pentru un anumit cap multiaxe raportul dintre numarul de rotatii pe minut ale axelor este bine determinat prin proiectare ~i nu se poate schimba. Metodologia de determinare a regimului de aschiere cuprinde mai multe etape. Pentru fiecare burghiu se determina avansul maxim admisibil in functie de rezistenja burghiului. Valo.rile objinute se corecteaza in functie de raportul dintre turatiile axelor. Fie, de exernplu, N1 burghie elicoidale cu d1 §i N2 burghie cu d2. Dupa ce s-au stabilit avansurile admisibile, in mm pe rotajie, se pune conditia ca vitezele de avans sa fie egale: s1 n1 = s2 n2 [mm/min] , (5.139) de unde rezulta s 1 I s2 = n2I111 • (5 .140) Raportul n2I111 este determinat din proiectarea capului multiaxe. Daca se ia ca baza de plecare s 1 stabilit anterior, se verifica valoarea

-

s2 = s 1 n 1 I n2 [mm/rot] . (5 .141) Daca nu se verifica se alege alta combinajie de avansuri, cu condijia sa nu depaseasca valorile maxime adrnise si, in acelasi timp, sa respecte relatia (5.139). 0 data stabilite avansurile, se determina, pentru fiecare burghiu In parte, forta necesara pentru realizarea avansului axial, car.e, apoi, se insumeaza pentru a se verifica daca forta totala este mai mica sau eel. mult egala cu forta maxima adrnisibila: NI Fal + Nz_ Fa2 S Fmax ad · Daca relatia (5 .142) nu se verifica, atunci se calculeaza raportul

•

...

KF = (N1 Fat + N2Fa2) / Fmax

ad •

(5~142) (5.143) .

In funcjie de valoarea raportului KF , se scoate, din tabele special intocrnite, coeflcientul de coreejie a avansurilor KsF , rezultand sic

= Si KsF

92c =

s2K.F

[mm/rot] ; [mm/rot] .

(5.144) (5.145)

Tehnologia construetiilor de masin!

180 A

I

In funcjie de avansurile corectate s1c, s2c §i de restul conditiilor de aschiere (semifabricate, diametrele gaurilor, lungimea lor etc.) se determina analitic, sau din tabele . normative, vitezele de aschiere corespunzatoare v1 §i v2•

Se calculeaza apoi turatiile corespunzatoare aschiere stabilite si de diametrele burghielor: n1 = 1000 v1/(7Td1) n2 = 1000 v2 I ( '1T d2)

•

n1 §i n2 in functie de vitezele de

J ;

(5.146)

[rot/min] .

(5.147)

[rot/min

Se mentioneaza ca; initial, se cunostea raportul n1 I n2 din proiectarea capului multiaxe, dar nu ~i valorile absolute ale turatiilor. "'In funcjie de turatiile $i avansurile determinate, se calculeaza in continuare vitezele de avans: (5.148) [mm/min] ; Vs l = 111 S le (5.149) vs2 -- ·n2 s 2c· [mm/min] . Viteza de avans comuna, in mm/min, al completului de burghie se determina cu relatia

[mm/min] .

(5.150)

A

In funcjie de viteza de avans comuna, in mm/min si avansul, in mm/rot, se determina numarul comun de rotatii pe minut pentru cele doua grupe de burghie: . . [ r· o t/m. Ill · · ]· '· (5· • 151- ) n com l ·== vs com Is 1 c • Jlcom 2 c: vs com I Sic [ rot/min] . (5 .152) '

•

Cunoscandu-se rapoartele de trasmitere de la axul principal al masinii de gaurit la cele doua grupe de axe i1 §i i2 prin proiectarea capului multiaxe, se determina In continuare turatia axului principal: (5 .153) nap1=ncom1li1; (5.154)

nap2 == ncom 2 I i2 ·

Respectand metodologia prezentata, valorile turajiilor 110P1 §i 1zap2 vor fi foarte apropiate sau chiar confundate. Daca nu se confunda, se adopts valoarea mai mica, jinand seama si de turatiile existente la masina-unealta. Astfel se determina turatia arborelui principal al masinii de gaurit. Se calculeaza in continuare avansul, in mm/rot, al arborelui principal, 4

[mm/rot] ,

(5 .155)

punandu-se de acord valoarea gasita cu avansul pe care-I poate realiza masina-unealta. 0 data stabilite turatiile si avansurile, se determina, pentru fiecare burghiu in parte, puterea necesara la aschiere, care apoi se insumeaza pentru a se verifica daca puterea totala este mai mica sau eel mult egala cu puterea motorului electric:

u.r, + N2P2 Daca relatia (5~156) nu se respecta, ..., corespunzator:

(5.156) se corecteaza turajia axului principal

SPME.

(5 .157)

--

Principii 1i probleme de baz.0.· in proiectarea Ji organizarea proceselor tehnologice

181

Se alege, din caracteristicile rnasinii de gaurit, turajia imediat inferioara, in aceste ' condijii, objinandu-se astfel turajia reala a axului principal 1z0P, stabilita definitiv. Se calculeaza definitiv viteza de avans reala a completului de burghie I~

v· srcom

=

n apr sap

(5 .. 158)

·

Cunoscandu-se toji parametrii regimului de aschiere, se poate determina timpul de baza (de rnasina) cu relatia

l + 11 Tb= --' o.; sap

j

(5.159)

in care : I este dimensiunea celei mai lungi gauri care trebuie executata in piesa respectiva, in mm; 11 - inaljimea conu1ui de la varful burghiului, plus cota de angajare a sculei, in mm; 1zapr - turatia arborelui principal reala, in rot/min; sap - avansul capului de gaurit la o rotatie a axului principal, in mm/rot. Metoda de normare a lucrului la masinile de gaurit cu capete multiaxe poate servi drept baza pentru normarea lucrului pe masinile-unelte agregat, intrucat acestea din urma dispun de cateva capete multiaxe. Regimul de lucru si timpul de baza se determina pentru fiecare cap multiaxe in parte, iar timpul total comun pentru toate capetele se determina cu relatia .--

µ,~·~~~~~~~~~

Tb c om =

v Tt1 +

Tt2

+' ... ' +

r:

(5 .160) •

·~

.-

5.11. Normarea muncii S.11.1. Norma de munca

-

Prin norma de munca se intelege cantitatea de munca repartizata unui executant intr-o perioada de timp pentru efectuarea unei lucrari sau a unui serviciu in anumite ., condijii tehnico-organizatorice precizat.e. N ormele de munca pot fi exprimate in mai mu1te forme, in funcjie de specificul activitajii: norme de timp ; norme de productie, 11or111e de servire, sfere de atribiqiuni etc. Pentru oricare dintre formele de exprimare, norma de rnunca trebuie sa descrie continutul muncii ~i cantitatea de munca ce trebuie efectuata. i11 cazul in care munca se desfasoara in echipa, norrna de 111u11ca se exprima sub forma 11or111ei de personal.

5.11.2. Norma de timp §i norma de productie Prin norma de timp se injelege anumite condijii tehnico-organizatorice. operatiei de prelucrare si se exprirna in Norma de producjie reprezinta

d urata stabilita pentru executarea unei lucrari in Norma de timp se refera, cu precadere, la durata minute. cantitatea de lucru fizic data in executie intr-un .~

••

Tehnologia constructiilor de masini

182 A

anumit timp. In functie de caracterul lucrarilor executate, norma de productie se poate exprima in diferite tipuri de unitati: numar de piese, unitati de greutate, de lungime, de suprafata, de volum etc. realizate in unitatea de timp. La prelucrarile pe masini-unelte norma de timp se exprima in minute pe bucata, iar norma de productie in nurnar de piese executate intr-un minut. Intre norma de timp T,, §i norma de producjie Ni. , exista o legatura directa. Reducerea normei de timp implica o crestere proportionala a normei de productie. Aceasta legatura poate fi exprimata prin relatia

•

--

A

'

••

(5.161)

5.11.3. Structuranormei de timp La realizarea proceselor tehnologice de prelucrari mecanice, in componenta normei de timp intra diferite categorii de timpi, consumaji in mod diferit pentru realizarea sarcinii de productie.

a. Timpul de pregiitire -· incheiere "pi este destinat executarii unor lucrari Ia locul de munca inaintea inceperii si dupa terminarea prelucrarii lotului de piese. Inainte de inceperea lucrului, locul de munca trebuie pregatit in mod corespunzator efectuarii operajiei de prelucrare a unui lot de piese. Aceasta pregatire vizeaza, in principal, echiparea locului de munca cu sculele, dispozitivele ~i verificatoarele necesare executarii operatiei de prelucrare. Tot in aceasta etapa se efectueaza reglarea sistemului tehnologic .

~

~i prelucrarea uneia sau a catorva piese de proba, in scopul verificarii reglarii efectuate. Dupa indeplinirea activitatilor menjionate, se poate trece la prelucrarea lotului de piese in •

sene. Dupa terminarea prelucrarii lotului de piese, se consurna iarasi un timp pentru dezafectarea locului de munca de echipamentele ~i reglarile specifice operatiei care s-a executat, in vederea pregatirii pentru o alta operajie de prelucrare, Suma celor doua categorii de timp formeaza timpul de pregatire-incheiere, notat cu 'ip; . Timpul de pregatire-incheierc este afectat operajiei de prelucrare inca. din faza de proiectare a procesului tehnologic. Sub acest aspect, timpul de, pregatire-incheiere are un profund ....continut tehnico-organizatoric . In general, lucrarile prevazute a fi efectuatc in cadrul timpului de pregatireincheiere sunt executate de muncitorii reglori, acestia avand o i11alta pregatire profesionala. Timpul de pregatire-incheiere se da in minute pe lot. De aceea, in. cadrul normei de timp, exprimata in minute pe bucata, timpul de pregatirc-incheiere trebuie impartit la numarul de piese din lot. b. Timpul efectiv (operativ) 7e reprezinta intervalul in cursul caruia se realizeaza efectiv operatia de prelucrare. Acesta contine doua cornponente: timpul de baza $i timpul

auxiliar.

-

•

c. Timpul de bazi:

este acela in care au loc modificari ale formei geornetrice, dimensiunilor, calitatii suprafejelor prelucrate in operajia respectiva. in cadrul timpului de baza se ccnfera produsului, in mod direct, o parte din valoarea de inrrebuintare finala, ca urmare a modificarilor rnenjionate. d. Timpul auxiliar T0 este componenta timpului efectiv care se consuma in afara Tb

•

Principii Ii probleme de baul in proiectarea §i organizarea proeeselor tehnologice

'.'

-c

'"' '

.. '

183

prelucrarilor propriu-zise, pentru realizarea unui complex de actiuni necesare executarii operatiei de prelucrare. Acesta se compune dintr-o suma de timpi elernentari necesari urmatoarelor scopuri: orientarea ~i fixarea semifabricatelor in dispozitiv sau pe masa masinii-unelte, desfacerea semifabricatelor dupa prelucrare, scoaterea ~i depozitarea acestora, manevrarea diferitelor organe ale masinii-unelte, executarea curselor in gol, pornirea ~i oprirea masinii, schimbarea avansurilor, a turatiilor etc. "" In general, timpul auxiliar reprezinta o cota parte insemnata in cadrul timpului efectiv, putand chiar depa~i timpul de baza. De aceea, la elaborarea proceselor tehnologice trebuie sa se acorde o atentie deosebita reducerii acestei categorii de timp, prin aceasta asigurandu-se cresteri insemnate ale productivitatii muncii. e. Timpul pentru deservirea locului de munca Td este o categorie de timp care se consuma in scopul menjinerii locului de rnunca intr-o stare corespunzatoare sarcinii de productie. Se compune din timpul pentru deservirea tehnica a locului de munca Tdt ~i timpul pentru deservirea organizatorica a locului de munca "do . Timpul pentru deservirea tehnica cuprinde: inlocuirea sculelor uzate, refacerea unor reglari, ascujirea sculelor etc . .... In timpul pentru deservirea organizatorica se efectueaza: curajirea ~i ungerea masinii la terminarea schimbului, asezarea sculelor la inceputul si terminarea lucrului, indepartarea aschiilor etc . Defalcarea timpului de deservire in cele doua categorii mentionate se explica prin faptul ca elementele de timp care formeaza timpul pentru deservirea tehnica depind de lucrul care se executa concret, pe cand timpul pentru deservirea organizatorica nu depinde de lucrul concret, fiind indeobste consumat la executarea oricarei categorii de lucrari. Din motivele aratate, timpul pentru deservirea tehnica se stabileste in procente din timpul de baza, iar eel pentru deservirea organizatorica in procente din timpul efectiv. f. Timpul pentru odihnii li necesitiiti firesti 70 este exprimat in procente din timpul efectiv ~i reprezinta durata estimata pentru odihna fiziologica si necesitatile firesti ale lucratorului, Relatia de calcul a normei de timp este (5.162)

n - numarul pieselor din lot; Tu - timpul rezulta din insumarea timpilor care se consuma in cadrul

in care: "p; este timpul de pregatire-incheiere;

unitar ~ Timpul unitar Tu operajiei, fiind dat de relatia

'T'11 ::::: ,.,.'b + ,,."a + """"dt + ,,."do

+ 7'

(5.163)

o •

, '

Evaluand timpii de deservire ~i de odihna ca procente din timpii de baza si efectiv, timpul unitar poate fi determinat cu relajia 'T' =T u

•

+Tb e

kl 100

k2 +7--+T-e 100

e

k3 100

(5.164)

sau (5.165)

•

Tehnologia constructiilor de ma1ini

184

5.12. Organizarea §i conducerea proceselor de prelucrare -,

.

\~

5.12.1. Determinarea tipului de productie Pentru detereminarea tipului de productie se cunosc mai multe metode, dintre care se remarca, prin usurinta cu care poate fi aplicata, metoda indicilor de constantii. Aceasta metoda permite stabilirea tipului de producjie la nivel reper-operatie, pe baza gradului de omogenitate ~i stabilitate in timp a lucrarilor care se executa la locul de munca, Aceste doua caracteristici de baza ale fabricajiei pot fi cuantificate, pentru fiecare operatie i ~i reper j, cu ajutorul unui ind ice K;i dat de relatia

... I

.

(5.166)

KI).. = r.J It.I) . ,

este ritmul mediu al fabricatiei reperului i, in min/buc; t;j - timpul necesar pentru efectuarea operatiei i la reperul i, in min/buc, Daca se noteaza cu Ni programul de productie anuala a reperului j (care contine

In care:

rj

•

~i stocul de siguranja ~i piesele de schimb), ritmul mediu 'i se determina cu relatia •

r, J

=

Fn IN.J ,

(5.167)

in care Fn este fondul nominal de timp planificat a fi utilizat in mod productiv, exprimat in minute, care se poate determina cu. relatia F,1

=

(5.168)

60 z k1 h ,

z fiind numarul de zile lucratoare in perioada considerata k, - numarul de schimburi in care se lucreaza si h - numarul de ore lucrate intr-un schimb. In functie de valorile pe care le ia indicele Kii , operajiile de prelucrare pot fi incadrate in urmatoarele tipuri de productie: a) pentru Kij s 1, productie de masa; b) pentru 1 < Kii s 10, productie de serie mare; c) pentru 10 < K;j s 20, productie de serie mijlocie; d) pentru Kij > 20, productie de serie mica. Datorita faptului ca nu toate operajiile se incadreaza in acelasi tip de productie, este necesar ca, in functie de frecvenja c11 care indicele K.I} . se incadreaza in limitele prezentate sa se stabileasca tipul predominant pentru fiecare reper j. Tipul predominant de productie in care se va incadra fabricatia reperului j .se stabileste in funcjie de ponderea cea mai mare (peste 50%) a coeficientilor a, b, c, d, calculati ca ajutorul relatiilor urrnatoare: A

a

=

M k 100· [ot.] · ~10

;

b=

SM k

100(%];

SM. c = k. J 100 [%]. . '

s d = m 100 [%],

(5.169)

k

in care: k este numarul total de operatii pe care le con tine procesul tehnologic, iar M, SM' S MJ, Sm sunt respectiv, numarul de operatii care se incadreaza in tipurile de productie de masa, serie mare, serie mijlocie si serie mica. In cazul in care nu se indeplineste condijia prezentata mai inainte - de incadrare a procesului tebnologic intr-un tip de producjie predominant - se curnuleaza valorile A

..... •

•

~·

•

•

Principii

•

"

§i

probleme de baz4 in proiectarea §i organiz.area proceselor tehnologice

185

coeficientilor incepand cu productia de masa (a + b > 50 % ), iar tipul predominant va fi considerat dupa nivelul inferior al celor doua tipuri luate in calcul. Sistemele de producjie au un caracter dinamic, fiind influentate de acjiunea unor factori de natura tehnica, economics ~i organizatorica, care se modifica continuu in timp. Ca urmare a acestor rnodificari, se produc variajii ale caracteristicii tipologice a producjiei, Dintre factorii cu influenta cea mai seminificativa, se pot aminti: nivelul tehnic al utilajelor ~i echipamentelor tehnologice, nivelul unificarii si tipizarii constructive a

-·I..

.. t

-

.

I

.I

. ~

produselor, gradul de mecanizare si automatizare a operatiilor de prelucrare ~i control, modificarea volumului de producjie etc. Dinamica sistemelor de producjie este influenjata in mod diferit, uneori chiar contradictoriu, de acesti factori. Astfel, pe masura cresterii volumului de productie apare tendinja de evolujie spre un nivel superior (serie mare si masa), Acestei tendinte i se opune insa introducerea tehnicii noi si perfectionarea metodelor de organizare a fabricajiei, care au ca efect reducerea consumului de manopera. Tinand seama de caracterul dinamic al sistemelor de productie, este necesar ca tipul productiei sa fie stabilit periodic, in scopul alegerii celor mai adecvate metode ~i forme de organizare a fabricajiei.

5.12.2. Legi §i principii specifice organizarii proceselor tehnologice Cele doua legi de baza ale fabricatiei in constructia de masini sunt urmatoarele: • Legea organizdrii fabricatiei, tn spatiu ~itimp, in conformitate cu procesul tehnologic adoptat; • Legea concordantei dintre tipul fabricatiei (unicat, serie, masii) si formele de organizare a fabricatiei (succesiva, paralela, mixtii). Prima lege impune respectarea riguroasa a succesiunii stadiilor (operatiilor) procesului tehnologic proiectat. Potrivit celei de-a doua legi, fiecarui tip predominant de producjie ii corespund metode si forme specifice de organizare ~i programare a producjiei. Cerintele acestei legi impun respectarea unor principii de baza, ~i anume: principiul proportionalitatii, principiul paralelismului, principiul ritmicitatii ~i principiul continuitatii.

...

a. Principiul proportionalitatii exprima cerinja obiectiva a dimensionarii, din punctul de vedere al capacitatilor de productie, a verigilor inlanjuite tehnologic (locuri de munca, grupe de rnasini-unelte etc.) astfel incat o aceeasi cantitate N de semifabricate sa parcurga intr-un interval de timp T toate operatiile procesului tehnologic in succesiunea proiectata si s.a asigure objinerea volumului de producjie programat. Actiunea principiului proporjionalitatii are loc in mod diferenjiat in functie de caracterul.... tipologic al fabricatiei (unicat, serie, masa) . In conditiile fabricatiei de serie mare si masa, principiul proporjionalitatii impune 0 astfel de imbinare si sincronizare a locurilor de munca tncat procesul de fabricajie sa capete, pe cat posibil, un caracter continuu. Pentru realizarea acestui scop, ritmurile de lucru corespunzatoare diferitelor operajii i ale procesului de fabricatie a reperuluij trebuie sa respecte urrnatoarele condijii: r 1 j ->1·2 . > J

• • .. >r ....... /J j •

(5 .. 170)

Aceste conditii impun asigurarea unor ritmuri de lucru mai mari sau egale la operatiile curente i fata de cele urmatoare i + 1 . Prin acestea se elimina posibilitatea

•

186

Tehnologia construe/ii/or de masini

aparijiei "locurilor lnguste" , deci a strangularii fluxului de fabricajie, dar, in cazul unor diferente mari intre ritmuri la diferitele locuri de rnunca, se reduce gradul de incarcare a parcului de masini-unelte. De aceea, respectarea principiului proportionalitajii presupune, in primul rand, determinarea corecta a nnmarului de rnasini-unelte ~i a gradului de incarcare a acestora. Numarul de masini-unelte necesar executarii operajiei i, in cadrul procesului tehnologic de fabricajie a reperului j, se calculeaza cu relatia (5 .171)

in care: tij este timpul unitar necesar executarii operajiei i , in min; F,l - fondul nominal de timp calcula.t cu relatia (5~168); Kup - coeficient de utilizare planificat, prin care se asigura o rezerva de capacitate de producjie (Kup

==

0,85 ... 0,95); Nj -· cantitatea de repere j.

"

In. general, numarul 1nij rezulta in forma m1i =a

+

b, unde a este partea intreaga,

iar b partea zecimala. Valoarea 111ij se rnajoreaza sau se micsoreaza la o valoare intreaga .nia dupa urmatoarele reguli: 1) ni0 =a, daca b s.0,15; 2) m a = a + 1 ' daca b > 0, 15 . Trebuie precizat, totusi, ca aplicarea !ara discernamant a acestor reguli poate conduce fie la strangularea fluxului de fabricatie (cazul 1), fie la o incarcare nerajionala a masinilor-unelte (cazul 2). De aceea, se recornanda luarea tuturor masurilor tehnicoorganizatorice care sa permita 0 cat mai buna sincronizare a locurilor de munca. Dintre aceste masuri se pot aminti: concentrarea sau diferenjierea prelucrarilor, organizarea lucrului in paralel, preluc·rarea semifabricatelor in pachet, rnodificarea regimurilor de lucru etc. Dupa adoptarea numarului de masini-unelte 111 a se calculeaza coeficientii de incarcare, pe tipuri de masini-unelte relatiile urmatoare:

~i pe ansamblul parcului de utilaje

Kii

k

K~.'z = m.lt m a 1. ·,

K.I 1 =

"111. ~ l i=1

Kit

,

'I

•

cu

k

I ". m ~

. . QI

(5.172)




12,1 ore

(v. tabelul 8.3, pag. 278) .

.

Se adopta o perioada de repetare de dona schimburi a 8 ore fiecare, in total 960 minute (le ad= 960 min).

e. Determinarea mdrimii lotului de piese Prin lot de piese se injelege cantitatea de piese identice, prelucrate in mod neintrerupt la acelasi loc de munca, cu o singura reglare. Lotu1 de piese se determina cu relatia (8.6)·

•

Lotul de piese pentru cele doua repere se calculeaza tinand seama de ritmul de lucru al fiecarui reper si anume: - pentru reperul A, lpA = 9-60 I 8 == 120 buc ; - pentru reperul B, lpB ·= 960 I 2 = 480 buc . Pentru intocmirea planului standard trebuie s·a se determine timpii de masina pentru fiecare reper (tabelul 8.4, pag. 279). Planul standard cuprinde miscarea pieselor ~i se intocmeste tinand seama de· traseul tehnologic, marimea loturilor de piese, numarul masinilor-unelte din fiecare grupa si durata .... perioadei de repetare . In fig. 8.4. s-a reprezentat planul standard pentru pre1ucrarea produsului (reperele A ~,i B) pe o linie tehnologica polivalenta, Din analiza planului standard prezentat, se desprind urmatoarele concluzii: in cazul planificarii reperului A apar cateva situatii necorespunzatoare din punctul de vedere al producjiei neterminate, lnsa necesare pentru incarcarea masinilor-unelte ~i a muncitorilor. Astfel, operatia 4 incepe ~i se termina inainte de operajia 3, presupunand existenta unui stoc de piese prelucrate in schimburile anterioare. 0 irnportanta deosebita pentru buna funcjionare a Iiniei tehnologice o prezinta

-. .

•

•

'

Tehnologii de prelucrare pe linii automate 1i

t11

277

sisteme flexibile de [abricatie

asigurarea unei funcjionari continue, deci stabilirea stocului de piese, pentru 11n anumit moment . la operatiile de nrelucrare. '

960 ml/1 • .2 sch." 8 or« 9

I

•

12 IJ

IO I I

14 IS '' I

I fI

•

3

I

I 1

•

.. ' • •

"JI

• I

• I

1:

•

I

. A' .

2

2

' '

,

'

f

~

.:S.

i

'

J J I

I

I

•·

....-

1

J

I

I

•"

'

r • '

A

2

•

I

••

4

t

I

I

I

I

•

T

'.

I

B •

'

•

t

'.

8

I

I,~

5 .

..-.--..

.

' B• •

J •

I

•.

t '

! t

I

I

A

"T '

t

6 ' J

I

I

'

I

I

l

s

•

J

I T

.

I

I

.. '

'

''

B I

I

'

1111

•

•..11-.

.

I f

ll . .

11

'

--,-, •• '

''

A f

•

I

I

,,

.

•

'

•

7

I

~

I t '

'

B

t

Ill

l •

IJT1

'

I l

'

'

Fig. 8.4

Marimea stocului care se acumuleaza dupa

u11

timp oarecare

ti ,

se determina cu

relatia

S.l in care:

111;, 111;

urmatoare i + 1 ;

+

1

=

m,t t.t I· TIf I. - m.l + 1 t.t + 1 I T11 l. + 1

(8.7)

,

reprezinta numarul de masini-uneite la operatia i, respectiv operatia

T,,;,

T111•

1 -

timpii normati la operatiile i ~i i

+

1 ; t;, t; + 1

-

durata de

278

Tehnologia construcfiilor de masini •

functionare continua la operajia i ~i i + 1 . Pentru exemplul prezentat, dupa 240 min, situatia stocurilor, in cazul reperului A, se prezinta astfel: - intre operajiile I $i 2,

S1=1n1t1/Tn1-

=

= 1·240/3-1·240/4

m2t2/T,,2

+

20 buc,

aceasta insemnand ca la masina doi, dupa 240 minute, va exista un stoc de 20 buc: -· lntre operatiile 3 §i 4,

S3

m4t4/Tn4 = 1 · 240/6- I· 240/2 = - 80 buc .

m3t3/Tn3-

=

.. #

.Pentru executarea operajiei 4 trebuie sa existe la inceputul lucrului un stoc de 80 buc. In vederea reducerii stocului de produse neterminate se recomanda urmatoarele A

masuri:

7:,;

• daca

< T,,;. 1

,

se recomanda inceperea concomitenta a lucrului;

T,,;

> T,,i • 1 ., se recomanda terminarea concomitenti, a lucrului; • daca pe o portiune a liniei exista operajii pentru care T,1; IR, < ·1, se impune lucrul in cascada de la stanga la dreapta. • daca

Tabelul 8.1

Tabelul 8.2 A(

Timpul normat pentru fiecare operatle

Incarcarea utilajelor

. .

Reperul A Opera tia

I

.

Reperul B

TimpuJ norrnat

Timpul normat

[min]

[min}

. Operatia

mci

•

2

3

T.n1

Calculat

4

1

3/8+4/2 =2,375

2,375

4

2

2

4/8+2/2=1,5

1,5

-

Incarcarea urilajului

Adoptat

11;

.

3

6

.

Numarul de masini

Rr

.

1

;:: .

.

3

618

=

.

0,79

2

0,75 .

0,75

0,75

3 .

0,15

1 I

4

2

5

-·

6

3 _,

4

.

2/8+3/2= 1,75

1,75

2

0-88 ,.

2,5

3

0,833

3

0,8i5

4

0,843

-

.5

5

4

6

518 +4/2=2,625

2.625

7.

7

5

7

7/8+512=3,375

3,375

TOTAL

27

23

5/2

= 2,.5

I

•

-e-

Tabelul 8.3

'

Calculul ciclului de lucru . ·'

Grupa de masini-unelre

Parametrii ·

..

1

.

2

3

4

5

6

7

80

80

80

80

80

80

80

0,21

0,25

0,25

0, 11

0,167

0,125

0,157

.

.

'

'

}

Tr [min] 11

1 - '1

•

Tc [min]

380

320

727

320

479

640

I

'

510

.

•

....

Tehnologii de prelucrare pe linii automate

§i

279

tn sisteme jlexibile de [abricati«

Tabelul 8.4 • •• d. e ...... n.~n~ ~u.ua Ttmpu .

r.

Total [minute]

Total [ore]

360

6,0

4

480

8.,0

6

720

12,0

2

240

4,0

5

-

-

-

6

5

600

10,0

7

7

840

14,0

1

4

1920

32,0

2

960

-

-

-

3

1440

24,0

2400

400

MArimea

Reperul

Operatla

Durata operapei

lotului

.

.

1

2 t.

3

-

.

4

' '

·3

.

A

I

120

'

'

2 '

I

.

3

B

4

480 I•

I•

5 .•

~

,,

'

5·

-

16,0 .

't .

.

6

4

1920

32,0

7

5

2400

40,0

.

,,

I•

.

.

8.2. Tehnologii de prelucrare in siteme flexibile de fabrlcatie Un sistem de fabricatie flexibil (SFF) reprezinta un complex integrat, asistat de calculator, . campus din masini-unelte cu comanda program, dispozitive, echipamente automate, inclusiv de masurare ~i control, care, cu ajutorul unei intervenjii manuale minime si intr-un timp de schimbare redus, poate prelucra orice produs dintr-o anumita familie de piese, conform unui program predeterminat. · Caracteristic pentru sistemele de fabricajie flexibile este rezolvarea problemelor specifice fabricatiei de serie mica si mijlocie, probleme care nu pot fi solujionate de liniile de transfer cu comanda rigida. Sistemele flexibile de fabricatie prezinta urmatoarele · caracteristici: permite prelucrarea nesecventiala a unei familii de piese; adapteaza supletea $i productivitatea comenzii numerice la prelucrarea pieselor mici ~i mijlocii; asigura controlul procesului de fabricatie prin folosirea controlului numeric; permite prelucrarea pieselor i11 productia de serie mica ~l mijlocie ~i beneficiaza de avantajul centrelor de prelucrare, fiind posibila efectuarea la un singur post de lucru a unui numar maxim de prelucrari; ridica indicele de utilizare a masinilor-unelte, In functie de complexitate, sistemele de fabricatie flexibile se clasifica in: uni ta ti de fabricajie flexibile, celule flexibile, sisteme flexibile ~·i linii automate flexibile, Unitatea de fabricatie flexibild (UFF) reprezinta un sistem compus dintr-o singura masina-unealta, de obicei un centru de prelucrare, dotat cu un magazin cu mai multe A

280

Tehnologia eonstructillor dt ma1in.i

palete, un schimbator de palete (sau un robot) §i un dispozitiv automat de schimbare a sculelor. Unitatea de fabricatie flexibila poate sa functioneze partial tara asistenta calculatorului, Celula de fabricatie flexibild (CFF) se caracterizeaza prin existenta a doua sau mai multe masini-unelte, remarcandu-se eel putin un centru de prelucrare, magazine cu palete, schimbatoare de palete ~i de scule aschietoare. Toate masinile-unelte, precum ~i operajiile realizate de celula de fabricatie flexibila sunt controlate de calculator (D NC) . •

2

f 7 6

s •

•

Fig. 8.S A

In fig. 8.5 este prezentata o celula de fabricatie fl .exibila pentru prelucrarea pieselor de revolujie, in cornponenja careia intra un strung cu comanda numerica 1, un centru de prelucrare 2, o masma de gaurit cu comanda numerica 3 si robotul 4, care asigura alimentarea cu semifabricate si evacuarea pieselor prelucrate; 5 este postul de incarcare cu semifabricate, 6 magazinul de scule aschietoare, iar 7 - postul de control. Sistemul de fabricatie flexibil (SFF) este construit din doua sau mai multe celule de fabricatie conectate printr-un sistem automat, care deplaseaza paletele, piesele ~i sculele aschietoare lntre masini-unelte. Sistemul de fabricatie flexibil este condus de un calculator (D NC), conectat de obicei Ia calculatorul central al intreprinderii,

Flexibilitatea unui sistern de fabricatie flexibil consta in usurinta cu care rnasinileunelte din cadrul sistemului pot fi pregatite din nou (din punctul de vedere al prelucrarii, accesoriilor, amplasarii, programarii etc.), in vederea prelucrarii pieselor dintr-o anumita familie. In fig. 8.6 este prezentata schema tip a .unui sistem flexibil: 1 - unitatea centrala de calcul; 2 - calculatorul pentru cornanda procesului logistic; 3 - masina de prelucrat; 4 - scule; 5 - calculator pentru prelucrare; 6 - statie de incarcare; 7 - statie de descarcare; 8 - robot industrial; 9 - depozit de piese; Jt) .... sistem de transfer al paletelor; 11 - paleta cu piese fixate pentru prelucrare; 12 - bucla de control al trasnferului; 13 pozitie de asteptare; A, B, C - piese diferite. ~

281

Tehnologii de prelucrare pt llnii automate 1i in sisteme fle:ribile def 'abrieati« A

In sistemul de transfer

• •

asezate pe palete de dlspozitiv. Sistemul este prevazut cu statie de lncarcare ~i de descarcare, statii ce pot fi deservite de roboti sau operatori umani. Sistemul deserveste un numar variabil de posturi, in care sunt amplasate masini-unelte cu comanda numerica si cu schimbatoare automate pentru scule aschietoare.

---- --~-·-.s

10

se vehiculeaza,~ piese diferite,

13

2

.

3 ·C

13 12.:

11

3

B

13 f'l

Linia automata poliva3 lentd flexibild reprezinta tipul A ideal de linie tehnologica, deoarece prin reglare se poate 13 12 10 adapta pentru prelucrarea oricarui produs din cadrul unei 3 familii de piese ( caracterizat 12 __ ~ 2 ,._ __ ........_ prin variajie dimensionali ~i a configurajiei geometrice). Pentru a usura reglarea liniei 8 automate, in cazul trecerii de la • prelucrarea unei piese la prelu-. crarea alteia, procesul tehnologic trebuie astfel proiectat incat Fig. 8.6 operajiile care diferi complet intre piese sa fie piasate catre sfarsitul prelucrarii. 0 posibilitate de constituire a liniillor automate polivalente flexibile este ~i aceea de reunire, prin intermediul unui sistem de transport ~i stocare, a mai multor celule de fabricatie flexibile, In fig. 8. 7 este prezentata o linie automata flexibila pentru prelucrarea de finisare a cama~ilor de cilindru pentru autoturismul DA CIA. Tran sferul pieselor in cadrul sectoarelor de lucru se realizeaza gravitational. Pentru asigurarea unei productivitati corespunzatoare, linia este constituita din doua fluxuri de lucru. Fiecare masina . .unealta este prevazuta cu magazin de tranzit, ceea ce ii permite sa lucreze independent de defectiunile ce, eventual, apar la masinile-unelte anterioare ~i ulterioare acesteia. Deplasarea pieselor in magazinele de tranzit se realizeaza cu ajutorul elevatoarelor. Linia este flexibila, deoarece masinile-unelte, care lucreaza in ciclu automat, pot fi reglate in asa fel incit sa poata prelucra ~i alte tipuri de piese.

g---•

-t

A

..... s

'

t

Exempl·u de. eelula nexibil·a robotlzata pentru prelucrarea arboriJor. Semifabricatele sunt laminate sau forjate, avand prelucrate, la intrarea in celula, suprafejele frontale ~i gaurile de centrare. Masa semifabricatelor este cuprinsa in domeniul 10 . . . 20 kg. A vand in vedere masa semifabricatelor si timpii de prelucrare de cateva minute,

.. . '.. . I

'

!

. '. ,, !

I '

!

l 1

I!

'' .' ;

•

282

Tthnologia construe/ii/or de maslni

I

I •

-

I

1_ '

~

'

'

•

~ ~

~

-,

-

'--..J• -

-

'f

~·.

r-•

00

.... •

••

00

~

-

1

•

- -t

·f

t

======== 1.. -

t

@~

-' '

'

'l'! ·• i

283

se preconizead folosirea unui robot industrial RIE-50 (cu actionare electricl Ji masl de. manipulare SO kg), prevlzut cu mini dubll in varianta RIT care permite, ·printr-o mifeare

de flexie, manipularea a doul semifabricate. La dispozitivul de prehensiune se prevede o microtranslatie necesara introducerii, respectiv scoaterii de pe vi.rfurile strungului.

~,

•

2' 2 . '

•

J' ...·..- ...'3

y

•

•

•

CP

1

•

•

NDV

RI

---

·'-y"

L--·-·-

--··---

- ·- --

-~ . --

'·

.

- _....,._

JJrum d~ a~ ••

..,..•.•

•...

fla.l.t

In fig. 8.8 se prezintl, schematic, ecbipamentele tehnologice ce intrl in componenta celulei flexibile, fi anume: strungurile cu comandl numericl (S1 Ji Si); robotul industrial (RI); dispozitivul de evacuare (DE); calculatorul de proces (CP); conteinere sau palete cu semifabricate (CSJ); dispozitiv de alimentare (DA). · In continuare se prezintl o variantl de servire a eelulei flexibile de cltre un robot, Ji anume in cazul in care pc un strung se efectueazi strunjirea de degrofare a arborelui, iar pc celllalt strung, strunjirea de prefmisare. Timpii de servire a strungurilor de cltre robotul industrial sunt prezentati in tabelul 8.5 .

Actlvltllile robetulul ltl de senlre a ltruaprilor . .

..

Nr.

Activitatea robotului

en,

·o 1.

2. 3. 4.

s.

Locul

'

1

uncle

Mlrit1.,1 . I .. m11C~n1,

seexec•I

nun sau gld

-

2

s

s, 5

6

' - 1·

200

.3

x

1'

-

1

x x x x x

x

1'

1

so

l

1 - l'

1-2

400 90•

3 3

x

x

2 2

-

-

x

x

-

...

x

400

3

-

x

-

'

.X

x

'

2- 2' , r.

'

'

2' 2' -

-

-

1 2

-

. -

)(

]'

'

6. ROtire si pozition&R la S1 7. terminarea prelucrlrii la S1 8. Prin..cfte semnalul de tnclUdere a prela-

Si

4

-

· Retragere brat

crlrii 9. Extensie brat la axa strunguJui S1 10. Prindera. arborelui 11. Comanda retragerii .pinolei

de . Timplal, Posibilitarea

3

..

Extcnsic brat la DA Prinderea semifabricatului Commda desfacerii semifabricatului MicrotranslaJie

•

x )(

-

. )

284 P'

•

'

a

II

.

0

1

12. MicrottanslaJie 13. Plexie dispozitiv de prehensiunc 14. . Microtranslatie . . 15. Comanda tnaintlrii pinoJei . 16. Eliberare semifabricat

'

17. Retragere brat

2

3

4

2' 2'

.so

l 2 l

900

2·

50

2' 2'

-

x x x

'

-

x

x

x.

2-J

900

3

x

x

3

-

x

x

J

-

-

-

x

3- 3' 3'

400

3

-

1

x x

J' .3'

-

2

50

1

x x

900

2

x

50°

1

x

-

x

-

x x

-

400

3 1 3

-

l

x

x

3-4

900

3

x

x

4- 4'

400

3

x

4'

-

1

x x

'

2S. Microtranslafie

3' J' 3' 3' 3' - 3 3

.

-

-

I•

-

t

.

'

..

.

6

'-

z

.

..

1

24. Comanda retragerii pinolei

•

-

·--· .·.

, ..

3

lucrlrii

'

'

. -··

-

2

-

-

-~·

400 -

18. Primefte confinnaJU pozitiei eorece a arborelui $i comandl ciclul de prelucra ... re a sttungutui S1 '19. Retire si pozifionare la strungul S2 20. A$feaptl te1111inarea prelucrlrii la S2 21. Primef('e semnaluJ de incheiere a pre-

26. Flexie dispozitiv de prehensiune 21. Microtranslatie 28. Comandl inaintlrii pinolei '29. Eliberarea piesei . 30. Retragere brat 31. Primeste confhmarea pozi(iei corectc a· · arborelui $i comandl ciclul de prelucrare la S2 32. Rotire ~i pozitionare la DE 33. Extensie brat 34. Eliberare piesa

.

I'

2· - 2

22. Extensie brat la axa sb11gului S2 23. Prinderea arborelui

.1 .

x x

"

'

-

'

-

'

-

x

.

Strungurile cu comanda numerica trebuie sa functioneze in ciclul automat. Virful din arborele principal trebuie si fie previzut cu proeminente pentru antrenare frontall. Pe pinola papu~iimobile se monteazi un senzor pentru controlul pozitiei eorecte a arborelui . De asemenea, strungurile se vor echipa cu dispozitive de control automat penttu uncle diametre ale arborelui. Dispozitivul de alimentare-evacuare poate fl comun (fig. 8.9) . Semifabrieatele sunt fixate intre virfurile 3 ~i 4, montate, la rind·u.l lor, pe discurile 1 fi 2. Dupi depunerea

arborelui strunjit se realizeaza o indexare la dispozitiv cu ajutorul mecanismului de indexare (Ml). In vederea flxarii, respectiv deblocarii, este necesara o miscare axiall la un varf, data de un mecanism de deplasare a virfului (MDV). A

-

.

.

•

•

TEHNOLOGIA PRELUCRARII SUPRAFETELOR PL .,

9 .. 1.. Notiunl generale in construcjia de masini sunt foarte multe piese care au una sau mai multe suprafete plane, cum ar fi, de exemplu, batiurile, carcasele, coloanele, mesele masinilor-unelte etc. Unele dintre aceste suprafete ale pieselor indeplinesc functii de baza, fiind prevazute cu alezaje, altele cu rol de ghidare, de reazem sau de fixare. Conditiile tehnice care se impun suprafetelor plane se refera Ia: planitatea suprafetelor, paralelismul sau perpendicularitatea axelor fata de suprafata plana principala •

•

a piesei, rectilinitatea suprafetelor etc. Suprafetele ·plane pot fi prelucrate prin diferite procedee: rabotare, mortezare, frezare, brosare, strunjire plana, rectificare. Dintre procedeele de netezire a suprafetelor plane se menjioneaza: frezarea fina, lepuirea ~i razuirea. Alegerea procedeului de prelucrare economic depinde de forma si dimensiunile piesei, de natura ~i starea. materialului, de precizia de prelucrare prescrisa ~i de volumul de fabricajie.

9.2. Rabotarea §i mortezareasuprafetelor plane Rabotarea se efectueaza pe masini de rabotat longitudinal (raboteze) sau pe masini · . de rabotat transversal (sepinguri). · La rabotarea pe raboteze, masa impreuna cu piesa executa o miscare rectilinie alternativa. A vansul transversal, pe direcjie perpendiculara, este realizat. de suportul cutitului ~i se produce intermitent dupa fiecare cursa de lucru. Aschia este luata numai la cursa de lucru a mesei. Cu toate ca la cursa in gol viteza este de 2 ... 3 ori. mai mare decat la cursa de lucru, totusi pierderile de timp la cursele in gol fac ca rabotarea sa fie un procedeu mai putin productiv decat frezarea. 0 caracteristica importanta a masinilor de rabotat longitudinal este aceea ca au mai multe suporturi portscula: suporturi centrale si suporturi Iaterale, care permit prelucrarea simultana a mai multor suprafeje ale piesei. Pe sepinguri, miscarea rectiiinie alternativa este executata de cutitul fixat in portcutitul de pe berbecul masinii, Piesa de prelucrat fixata pe masa rnasinii primeste miscarea de avans transversal, care se realizeaza intermitent, dupa fiecare cursa dubla a cutitului,

Tehnologia constructiilor de masini

286

Masinile de rabotat longitudinal se construiesc cu doua coloane sau cu o singura coloana si sunt prevazute cu 1 ... 4 carucioare pe. care se fixeaza cutitele. Rabotezele cu. o singura coloana se f olosesc pentru prelucrarea pieselor cu latimea mai mare decat latimea mesei, cand piesa nu ar putea trece pe sub traversa rabotezei cu doua coloane. Rabotezele ~i sepingurile se folosesc pe scara larga la productia individuala si de serie mica, datorita universalitatii lor, simplitatii deservirii, preciziei suficiente de prelucrare §i costului mai mic in cornparatie cu masinile de frezat. Cutitele de rabotat sunt "" scule mai simple ~i mai ieftine in comparajie cu frezele. In ce priveste domeniul de utilizare, rabotezele se folosesc de obicei pentru prelucrarea pieselor cu suprafete plane lungi, in timp ce sepingurile se utilizeaza pentru piese cu dimensiuni mici. La fixarea pieselor pe masa rabotezei se va avea grija sa se evite producerea unor deforrnatii datorita aplicarii necorespunzatoare a forjelor de fixare, fapt deosebit de important in cazul operatiei de finisare. La piese cu suprafeje mari, lipsa unei bune planitati a suprafetei de asezare va provoca deformari la fixare, de aceea, in acest caz, se recomanda sa nu se aseze direct pe masa. masinii, .ci pe reazeme cu suprafata mica de contact. Fixarea piesei de prelucrat se ·face cu ajutorul unor bride, fixate cu suruburi pentru canale T. . . La seping, fixarea semifabricatelor se face direct pe masa masinil sau intr-o menghina, fixata pe masa. Nu se admite prelucrarea cu menghina nefixata, Se folosesc cutite de rabotat cu tli~din ojel rapid sau cu placut.a din carburi metalice. La raboteza, reglarea cutitelor la dimensiune se face, de obicei, dupa trasaj sau dupa sabloane si, mai rar, prin metoda aschiilor de proba, Precizia asigurata prin rabotare, in cazul unei asezari ~i fixari corecte a piesei, se carcaterizeaza prin urmatoarele valori: - pe masini de rabotat longitudinal, rectilinitatea in limitele de 0, 02 mm pe lungimea de lOOOmm, cu o abatere tot.ala de la rectilinitate de 0,05 mm pe intreaga lungime a piesei; - pe sepinguri, rectilinitatea in limitele de 0,02 mm pe 300 mm lungime. Pe masinile de rabotat longitudinal se pot executa urrnatoarele categorii de prelucrari ale suprafetelor plane: - Rabotarea suprafejelor plane orizontale, verticale, inclinate sau in trepte. Suprafetele orizontale se prelucreaza, de obicei, cu cutite fixate pe suporturile centrale de pe traversa masinii, iar suprafejele verticale se raboteaza cu cutite fixate pe suporturile laterale sau pe suporturile centrale. Suprafetele cu mclinatie mica ~i lajime mare se pot rabota prin copiere (fig. 9.1), folosind rigla 1 a carei inclinare poate fi variata dupa necesitate, Scula portcujit se leaga de rigla prin interm.ediul rolei 2, astfel incat atunci cand se imprima saniei suportului avansul intermitent orizontal, cutitul se deplaseaza pe verticala, corespunzator inclinarii riglei, ;

~

a

~

1

-

2

:::::;:;; .

,- , -

- ..

-

-~

-~

-- --

.~

""..(

•

.II

'

.. .

-

-

-

n.

'

..' r

/

•

-rr

VJ

-

.

'/1 •

Fig. 9.1

•

Fig. 9.3

Fig. 9.2 ,..

'I

1

'

287

Tehnologia prelucrarii supra/tJtlor plane·

- Rabotarea simultana a suprafejelor verticale $i orizontale cu mai multe entire (fig. 9.2). Prin aceasta metoda se executa, de exemplu, rabotarea suprafetelor ghidajelor ~i a suprafetelor laterale verticale Ia batiuri de masini-unelte. Reglarea pozitiilor cutitelor se face cu. ajutorul unui sablon care· are profilul identic cu sectiunea transversala a batiulul de prelucrat. . , · .. . - Rabotarea unor canale in T., trapezoidale etc., precum ~i rabotarea unor suprafeje curbilinii, Pe sepinguri se pot prelucra suprafeje plane orizontale, verticale, inclinate ~i in trepte, precum §i diferite tipuri de canale ~i suprafete profilate. · Rabotarea suprafetelor plane vericale se executa, de obicei, cu cutite normale, care se aseaza inclinat cu un unghi a = ·10 ... 20° fata de directia de avans (fig. 9.3). In acest caz, piesa este imobila iar cutitul executa atat miscarea principal! rectilinie altemativa in plan orizontal, ca't ~i miscarea de avans vertical intermitent, dupa fiecare cursa dubla, Rabotarea pe seping a suprafejelor inclinate se executa cu un cujit cu taii cu suprafata Inell· nata, sau cu. un cutit normal, fixat . pe sania portseula Inclinata (fig . 9. 4). Avansul cutitului are loc pe • =-··· ' • o directie paralela cu suprafaja prelucra~. ,/ «In cazul rabotarii supra~,.. fejelor in trepte, dupa schema din fig. 9 .5,. este necesar sa se prevada, la proiectarea piesei, canale Fig. 9.S Fig. 9.4 pentru scaparea cutitului, care sa aiba Iatimea de (5 ... 10) mm. Pentru a se mari productivitatea pe raboteze, se recomanda urmatoarele metode de lucru: - prelucrarea simultana cu mai multe cutite; aceasta se poate realiza cu divizarea adaosului de prelucrare in adancime (fig. 9.6), cu divizarea latimii de aschiere (fig. 9.7) sau prin prelucrarea simultana a mai multor suprafete (fig. 9.2); - prelucrarea simultana a mai multor semifabricate fixate pe masa rabotezei; - folosirea unor dispozitive cu prindere rapida a semifabricatelor, pneumatice sau hidraulice. •

A

•

.

.

'

lo-

- -

.

/

I' '

s

-

.......

..

...

•

•

.•

-

I

I

N

..,..,,

'

s

~

1-1 .

t~

{1 ,

L

Fig. 9.6

Fig.' 9.7

,

'

I '

'

Tehnologia construetiilor de masini

288

La mortezare cutitul efecrueaza miscarea rectilinie alternativa in plan vertical. Masa masinii, pe care este fixata piesa, are miscarea de avans in plan orizontal. Masinile de mortezat se folosesc la fabricatia individuala ~i de serie mica (in special la fabricatia de masini grele), pentru prelucrarea canalelor de pana i11 gauri, prelucrarea suprafetelor plane verticale ~i inclinate, contururi intertoare ale cadrelor ~i ramelor, pentru executarea gaurilor patrate, dreptunghiulare sau de alte forme, diferite de cele rotunde. Pentru astfel de gauri cu forme speciale, la fabricajia de serie mare si de masa, in locul mortezarii se foloseste brosarea. Piesa de mortezat se fixeaza pe masa masinii direct sau intr-o menghina. Reglarea cujitului se face prin aschii de proba, dupa trasaj sau dupa sablon,

9.3. Frezarea suprafetelor plane Frezarea suprafetelor plane este un procedeu de larga utilizare, in special la fabricatia de masa ~i de serie, unde inlocuieste rabotarea datorita productivitatii mult mai mari. Desi costul frezelor este mai mare deca. t eel al cujitelor de rabotat acesta este compensat pe deplin de avantajele obtinerii productivitatii mai mari in. comparatie cu rabotarea, Suprafetele plane se pot freza cu ajutorul frezelor cilindro-frontale, frezelor cilindrice elicoidale, frezelor-disc ~i frezelor cilindro-frontale cu coada (freze-deget), Alegerea rnetodei de frezare, a sculei aschietoare si a masinii-unelte este determinata de dimensiunile ~i pozitia reciproca a suprafetelor de prelucrat, precum ~i de · - . _ . pozitia suprafetelor de a§ezare a pieselor de prelucrat . •

9.3.1. Alegerea masinilor-unelte ~i a sculei aschtetoare Suprafejele plane. late, Ia.ra proeminenje, se frezeaza in modul eel mai productiv cu freze cu dinji aplicati din carburi metalice. Frezarea cu. freze frontale este mai productiva decat frezarea cu freze cilindrice elicoidale, deoarece la aschiere participa simultan un numar mai mare de dinti ai sculei si fortele de aschiere se echilibreaza intr-o anumita masura, astfel ca freza lucreaza mai lin. Este posibila folosirea unor freze cu diametre mari ~i cu un numar mare de dinti. Diametrul frezelor frontale poate fi de (90. .. 500) mm, astfel ca suprafetele late pot fi prelucrate intr-o singura trecere. La Institutul Politehnic Iasi s-a conceput ~i realizat, in multe variante constructive si tipodimensiuni, freze frontale cu dinji demontabili prevazuji cu placuje dure, freze tip Romascon. Particularitatea o constituie ascutirea continua, precum si posibilitatea indepartarii unui adaos mare de prelucrare la o trecere, (10 . . . 15) mm, cu viteza de avans foarte mare . .... La Universitatea POLITEHNIC ."- Bueuresti s-au obtinut rezultate deosebite la finisarea suprafetelor plane cu freze frontale avand dinji cu pasi variabili, R0 = (0,8 ... 0,2) µm. Daca suprafata plana de prelucrat este orizontala, paralela cu suprafata de asezare a piesei, atunci frezarea se exe cuta pe masina de frezat vertical cu freza frontala, sau pe masina de frezat orizontal cu freze cilindrice elicoidale. Diametrul frezei frontale si lungimea frezei cilindrice trebuie sa fie mai mare decat latimea suprafetei f rezate, '

4

.

,'lo '

,

Tehnologia prelucrdri: suprafetelor plane

289

Frezarea suprafejelor plane verticale, perpend.iculare pe suprafata de asezare a piesei, se executa cu freza frontala, pe rnasina de frezat orizontal, masina de frezat universal sau rnasina de frezat longitudinal. Pe masinile de frezat longitudinal se prelucreaza, in general, suprafete plane ale pieselor grele, cand dimensiunile lor de gabarit nu permit asezarea pentru prelucrare pe masina de frezat vertical sau orizontal, la care si lungimea cursei de avans a mesei poate

fi insuficienta pentru frezarea suprafejelor cu lungimi mari. Pe masinile de frezat longitudinal, echipate cu mai multe capete de frezat verticale si orizontale (masini de frezat tip portal), pot fi prelucrate simultan suprafete perpendiculare si paralele cu -supra fa ta de asezare a piesei, precum si suprafeje lnclinate. La prelucrarea pe masinile de frezat orizontal sau universal, frezarea suprafejelor plane orizontale cu lafimea pana la. ( 100 ... 120) mm se efectueaza eel. mai simplu cu freze cilindrice elicoidale. La suprafejele cu latin1e mare, ( 180 ... 200) mm, prelucrarea cu freze cilindrice este mai pujin rationala, deoarece ar fi necesare dornuri portfreza lungi, ceea . ce ar da nastere la vibrajii. Suprafetele c11 lafin1e mica, pana la 25 mm, flira proerninenje, se pot prelucra pe rnasini de f rezat orizontal ~i cu freze-disc cu trei taisuri, desi astfel de freze sunt destinate in special pentru prelucrarea pragurilor laterale ~i a canalelor. Pragul lateral care are pozijie verticals cand piesa este fixata pe masa masinii, se va prelucra cu taisurile Iaterale ale dinjilor .. . Frezele cilindro-frontale cu coada, denumite ~i freze-deget, au dinji aschietori pe partea cilindrica ~i pe partea frontals si sunt destinate pentru frezarea unor canale sau praguri. Aceste frez.e se folosesc rareori pentru prelucrarea suprafejelor plane netede. Numai in cazul prelucrarii pe masini de frezat vertical, daca este necesar s~ se prelucreze o suprafata verticala pentru care nu este rational sa se transporte piesa la alta masina, prelucrarea se va face cu dintii de pe partea cilindrica a frezei cilindro-fronrale, 0 productivitate foarte mare· o au frezele-deget prevazute cu placuje elicoidale din carburi metalice. Astfel de freze se executa cu diametre pana la 75 mm. .

9.3.2. Scheme tehnologice de frezare §i regimuri de aschiere Procedeele de frezare se pot clasifica dupa tipul frezei utilizate, deosebindu-se, in principal, schemele de frezare indicate in fig. 9. 8, astfel: a - frezarea cu freza cilindrica; b - frezarea cu cap de frezat, cu alezaj (frezare frontala); c - frezarea unui canal cu freza disc cu trei taisuri: d - frezarea unei suprafete plane laterale cu freza disc; e - debitarea sau crestarea cu freza ferastrau: f - frezarea unei suprafete plane cu freza cilindrofrontals cu coada; g - frezarea unui canal cu freza cilindro-frontala cu coada; h - frezarea cu freza profilata unghiular; i - frezarea cu freza profilata semirotunda convexa; j - frezarea cu freza profilata sernirotunda concava; k - frezarea unui canal de pana cu freza pentru can.al (freza deget), cu av ans pendular: l - frezarea unghiulara utilizata la ghidajele in coada de randunica, La calculul analitic al regimului de aschiere trebuie sa se acorde o atenjie deosebita definirii corecte a notiunilor de adancime de aschiere t si lungime de contact r 1 , care intervin. ca parametri in calculul vitezei de aschiere, Conform definijiilor din STAS 6599/1-88, adancimea de aschiere t este marimea taisului principal a flat i11 contact cu piesa de prelucrut {fig. 9. 8) . .... In cazul operatiei de frezare cilindrica, definitia data marimii t corespunde latimii de aschiere (fig. 9. 8, a).

290

Tehnologia construcJiUor de ma1ini .

.

e

C)

,, •

a

.

eQ

i --

b

c

d

t

--

•

v I

•

-

•

•

""'-' I•

•e

Q

e

f

h

9

I

u:':

-0 ./

_t

\

•• •

._ .....

•

•

I

t

I

~

•

,.

E)

G '

•

-

""'T'-"P"'r'11-.--J

.

.

. 1

'

I

•.

/1·:'.'

,

!t

• ' -,..

;

r

---

•

l

l

•

/ / .• G)' /' / :. .

.

'

,

/'

I

.

-~

.

-

k

J

l

-a

Fig. 9.8

Lungimea de contact t 1 este marimea liniei de contact dintre tais.ul sculei ~i piesa de prelucrat, raportata .la o rotatie, masurata in planul de lucru, perpendicular pe directia de avans. Regimul de aschiere la frezare se determina in ordinea urmatoare: • se stabileste marimea adancimii de aschiere t, in mm; • se alege avansul pe dinte sd , in mm/dinte: . • se alege din tabele normative sau se ealculeaza viteza de aschiere cu relajia

.generala v

= Kv C v D z I (Tm t Ix

sdy t '' z P)

[m/min],

(9.1)

Tehnologia prelucriirii suprafeJtlor plane

291

in care: v este viteza de aschiere economica, in m/min; C; - o constanta pentru condijiile date de frezare; D - diametrul frezei, in mm; T - durabilitatea economics a frezei, in min; t1 - lungimea de contact, in mm; S(J - avansul pe dinte, in mm/dinte; t - adancirnea de aschiere, in mm; z - numarul de din ti ai f rezei; K; - coeficient global de corectie a vitezei; q, m, x, y·, u, p - exponenti politropici; • se calculeaza turajia frezei cu relatia

lOOOv n= i

TrD

•

•

[rot/min],

. dupa care se alege din caracteristicile masinii-unelte turajia imediat inferioara . . ' . superioara daca ~ v% < 5% ~i se recalculeaza viteza reala de aschiere: ·. • se calculeaza viteza de avans cu relatia

(9.2)

sau

.

[mm/min] (

(9.3)

~i se pune de acord cu avansul existent pe masina-unealta: • se determina puterea necesara la frezare si se verifica conditia (9.4)

#

•

in care: Pe este puterea efectiva necesara aschierii: ·71 - randamentul masinii-unelte; P ME puterea motorului electric de antrenare a masinii-unelte .

-

La frezare apar forte mari in sistemul tehnologic, de aceea piesa de prelucrat trebuie bine fixata pe masa masinii sau in dispozitiv, in asa fel lncat sa se .sprijine corect pe suprafata de reazern ~i sa nu se deformeze. Piesele mari ~i grele se fixeaza direct pe masa cu ajutorul unor bride, placuje de fixare, prisme, buloane ~i. alte sisteme de strangere. Pentru nrelucrarea pieselor mici si mijlocii la producjia de serie mica, se foloseste strangerea in dispozitiv universal de strangere, in menghina cu. surub sau cu excentric. Timpul necesar pentru fixarea piesei se reduce de 4 . . . 5 ori in comparatie cu fixarea cu bride. Daca se folosesc menghine cu acjionare pneumatics sau hidraulica, timpul ,

pentru fixare este de numai {0,02 ... 0,03) min, La fabricatia de masa, pentru prelucrarea pieselor fixate in mai multe pozijii de lucru, se folosesc dispozitive speciale cu mai multe pozitii, cu fixarea succesiva sau paralela a pieselor, care permit asezarea si fixarea rapida, precum ~i prelucrarea simultana a unui numar mare de piese similare, Frezarea suprafetelor plane cu freze frontale se recornanda sa se faca cu freze cu · dinji demontabili, cu placuje din carburi metalice, care permit regimur.i de aschiere rapide. Numai la frezarea otelului moale sau cu duritate mijlocie, pe masini cu putere mica (P < 4 kW) si insuficient de rapide, este rational sa se foloseasca freze frontale din otel rapid. Frezarea de degrosare cu freze cilindrice elicoidale, cu adamcime mare de aschiere ~i cu avans mare trebuie sa se faca cu freze cu dinti rari, care, fiind mai robuste, permit sa se lucreze cu un avans mare pe dinte. Pentru frezarea de finisare se recomanda freze cu dinti desi. La frezarea pieselor din materiale dure se vor folosi, de asemenea, freze cu dinji desi, atat la degrosare, cat ~i la finisare, deoarece valoarea avansului pe dinte, recomandat pentru aceste materiale, este mica. · La prod ucjia de serie mare si de masa, pentru ,prelucrarea suprafetelor mari, se folosesc capete de frezat cu diametre mari, pana la 500 mm ~i uneori chiar 1000 mm, avand corpul din otel ~i partea aschietoare cu entire din ojel rapid sau cu placute din carburi.metalice, objinandu-se productivitate ridicata. '

--

292

Tehnologia construcJiilor dt ma1ini .

9.3.3. Montarea §i reglarea sculelor ·.

.

.

.

Pentru reglarea sculei Ia dimensiune, in producjia de serie se folosesc sabloane din ojel, fixate. pe dispozitivul de . asezare · a piesei sau, uneori, pe masa masinii. La. reglare,: semifabricatul urea (fig. 9. 9) pana cand dintii frezei ating suprafata calibrului de grosime asezat pe sablon. · In cazul frezarii unui prag cu freza-disc (fig. 9 .10), se folosesc dona calibre de grosime pentru reglarea pozitiei frezei atat pe iniltime, cat ~i pe lateral. La producjia de serie mica §i individuala, reglarea sculei la dimensiune se face printr-o serie de . treceri de proba, corectand treptat pozitia sculei. Acest mod de reglare necesita insa un limp mare. .

.

A

.

.

.

Coli/Jru de •

9ros1me , •

•

,__

_J._ __

(q/ihru

..;:t-"Atle grosim~

.

'

_,___.Sa b/11 fl •

-,

I

Fig .. 9.9

Fig. 9.10

Frezele cilindrice se monteaza pe dornul portfreza, iar pozitia lor in sens axial este asigurata cu ajutorul unor bucse de distanjare. Dornul are la un capat o suprafata conica care se introduce in gaura conics a arborelui principal, iar la celalalt capat o portiune filetata ~i piulija cu ajutorul careia se string bucsele de distanjare si se fixeaza freza. Frezele cilindro-frontale elicoidale se prind pe arborele principal al masinii cu ajutorul unui dom scurt .. Frezele cilindro-frontale cu coada conica, de dimensiuni mici, se fixeaza direct in gaura conica a arborelui principal. Cbrect /rrcarect La fixarea frezelor cilindrice Fig. 9.11 elicoidale pe masina vor trebui luate in considerare sensul de rotatie al frezei ~i sensul elicei dintilor, in asa fel incat componenta axiala a fortei de aschiere sa aiba sensul spre lagarul arborelui principal ~i. nu spre lagarul de pe brajul de sustinere al dornului, care are rigiditatea mai mica (fig. 9 .11). Daca se lucreaza cu mai multe freze cilindrice cupla.te (fig. 9.12), acestea ·se vor _ monta in asa fel Incat componentele axiale ale fortelor de aschiere sa se anuleze reciproc. Frezarea cu freze cilindrice cuplate se recomanda in cazul suprafetelor plane cu laJime mare. · Frezarea cu freze cilindrice elicoidale se poate face dupa dona metode, in functie . de sensul ·de rotajie al frezei ~i sensul de· avans al piesei: • · frezarea in sens contrar avansului ;. • frezarea in sensul avansului. Dintre aceste metode de frezare, mai obisnuita este frezarea in sens contrar avansului, r-

•

.

'(thnologia prelucriirii suprafetelor plane

293.

.-

Core-ct

lacorect: Fig. 9.12

;

l

La frezarea in sens contrar avansului, miscarea dintilor frezei (fig. 9 .. 12, a), in

•

zona de lucru, este de sens opus fata de sensul de avans. Fiecare dinte al frezei la inceputul aschierii ataca aschia i11 partea cea mai subjire. inainte de a intra in aschie are loc o alunecare a dintilor pe suprafaja care se prelucreaza, ceea ce produce o ecruisare a suprafejei pe o anumita adancime, o uzare prematura a dintilor frezei ~i o rugozitate destul de mare a suprafetei .

•

•

11

t

---

n ~

-.

.. s

s

f

a

:0

---

=

•

b Fig. 9.13

Fig. 9.14 .

La frezarea in sensul avansului (fig. 9.13, b), miscarea dinjilor frezei in zona de lucru este in acelasi sens cu sensul de avans. Aschia este atacata de taisul ..dintelui in partea mai groasa. La sernifabricatele rara crusta superficiala dura, aceasta schema este mai avantajoasa decat prima, deoarece productivitatea se mareste cu circa 50 % , se imbunarajeste calitatea suprafejei si nu mai apar fenomenele negative din primul caz. La semifabricatele cu crusta superficials dura 11u se recomanda aceasta schema de frezare deoarece dintele intampina, din momentul initial, rezistenja crustei.

9.3.4. Metode productive de frezare Productivitatea operajiilor de frezare se poate mari priri folosirea urmatoarelor metod.e de lucru: frezare succesiva a mai multor piese; frezare simultana a mai multor suprafeje la o piesa; frezare continua; frezare pendulara, Frezarea succesiva presupune fixarea mai multor piese pe masa rnasinii ~i frezarea lor succesiva, intr-o singura trecere, cu acelasi reglaj al sculei la dimensiune (fig. 9 .14). Frezarea simultanii foloseste mai multe capete de frezat sau freze frontale, fixate pe axe diferite, cu care se prelucreaza simultan mai multe suprafete ale piesei, in fig. 9 .15 se da un exemplu de frezarc simultana a carcaselor cu trei sau patru capete de frezat. Frezarea continua consta in aceea ca piesele asezate pe circumferinta mesei rotative a masinii, sau pe un tambur rotativ, primesc o miscare continua de avans circular;

,,

294

Tehnologia canstructiilor de masini .

1

scoaterea pieselor prelucrate ~i asezarea semifabricatelor se face in timpul funcjionarii masinii, cand piesele in miscarea lor continua tree prin pozijia de incarcare, in timp ce piesele care tree pe sub arborele principal portscula sunt supuse frezarii. Schema procesului de frezare continua cu freza frontala, pe masini cu masa rotativa, este data · i n . . fig. 9.16. Diametrul frezei frontale se ia D = (1,25 ... 1,5) B, unde Beste dimensiunea maxima pe latime a suprafejei plane de ·frezat. .

.

1

2

.

5

f

3

lj.

,. --.. Cap def rezat

•

. "-.....\ .. .1·/ . V)-

. ,..-H+---.... •

I A

r

a

lncdrtare

b Fig. 9.16

La frezarea continua, timpul auxiliar de asezare si scoatere a piesei se suprapune complet peste timpul de masina, astfel ca productivitatea se mareste foarte mult. Piesele trebuie asezate pe masa cat mai aproape una de alta, pentru a reduce cat mai mult cursa in gol a frezei. Frezarea continua se po ate face pe urmatoarele masini: - pe masina de frezat vertical de constructie obisnuita, insa echipata cu masa . rotunda rotativa: - pe masini de frezat carusel speciale, cu rnasa rotativa, cu una, doua sau mai multe axe principale verticale; daca rnasina are doua axe principale, cu primul se face degrosarea ~i cu al doilea finisarea; La masinile de frezat cu tambur, tamburul executa miscarea continua de avans circular, rotindu-se in jurul axei orizontale, iar pe laturile tamburului sunt fixate piesele de prelucrat. Frezarea se face de obicei bilateral, in care. scop capetele de frezat sunt situate de o parte si · de alta a pieselor. ·Piesele se asaza ~i se scot in timpul funcjionarii ·. masinii, deci frezarea se desfasoara continuu. Frezarea pendulara se executa dupa urmatorul ciclu de lucru automat (fig. 9 .17). . . . Pe masa masinii se fixeaza doua piese . sau doua grupuri de piese P1 si P2• Dupa ce· s-a pornit masina, urmeaza apropierea rapida a piesei P 1 de scula, frezarea ei, a poi deplasarea .. rapids inversa a mesei pentru apropierea piesei P2 de scula, frezarea ei, deplasarea rapida a mesei in sens invers; dupa care ciclul se repeta, In timpul frezarii piesei P2 , piesa P1 frezata se . inlocuieste pe masa · masinii cu alta.,. Asadar, timpii auxiliari necesari pentru fixarea ~i scoaterea piesei se suprapun · peste timpul de masina si, ca urmare, se obtine o crestere a productivitatii ~ Se consuma timpi auxiliari numai pentru deplasarea rapida a mesei, Aceasta metoda este recomandata la prelucrarea unor suprafete mici (inguste) la .

.

.

.

•

•

.

.

:

.

A

.

.

.

•''

I

' ;

:

Tehnologia prelucriirii suprafetelor plane

295'

-! '

'

l

i

\

-

1.._

•

I

I

•

1

I

I

.. ,,

I

I

.....

··''""

'

2 '

~~ '

.,_

·"'

\

I

I

·""" ..- -----...........

I

~

- --s

•

s

®0se • ••

•

$_

-

~

...

Fig. 9.17

Fig. 9.18

piese relativ lungi. Se realizeaza pe masini de f rezat plan, prevazute cu limitatoare care comanda automat schimbarea sensului de miscare a mesei si a vitezei de deplasare a acesteia. Frezarea cu joc de freze pe acelasi ax (fig. 9 .18) asigura cresterea productivitatii prin suprapunerea timpilor de baza. Frezarea cu scule combinate (fig. 9 .19), asigura prelucrarea simultana a mai multor suprafeje cu aceeasi scula, In fig. 9 .20 ... 9 .30 se prezinta diferite tipuri de frezari de perspectiva, si anume: frezarea plana in menghina pe masini verticale (fig. 9.20); frezarea plana i11 menghina pe masini orizontale (fig. 9.21); frezarea in menghina a suprafejelor plane inclinate (fig. 9 .22); frezarea plana cu prinderea semifabricatului pe mese inclinate (fig. 9 .. 23); frezarea suprafejelor plane inclinate in dispozitive speciale (fig. 9 .24); frezarea pe masini orizontale cu freze unghiulare (fig. 9 .25); frezarea continua pe platou circular de tip carusel (fig. 9.26); frezarea · suprafetelor plane cu freze disc (fig. 9 .27); frezarea cu joc de freze pe acelasi ax (fig. 9.28); frezarea canalelor frontale (fig. 9.29); frezarea unui cap de surub (fig. 9.30). A

•

~

'

Fig. 9.19

'

...

.. 5

Fig. 9.20

Fig. 9.21

I

296.

Tehno/o.gia construcJiUor de ma1ini

Fig. 9.22 Fig. 9.25

Fig. 9.24

• .

Fig. 9.26 Fig. 9.23

•

•

-

.. •

Fig. 9.27

Fig. 9.28

,.

•

Fig. 9.30

Fig. 9.29

-

.

297

Tehnologia prelucrdrii suprafeJelor plane.

9.4. Strunjireasuprafetelor plane

. I

Il I

I

I.

Strunjirea suprafetelor plane se aplica la prelucrarea suprafejelor frontale ale pieselor de revolutie, pe strunguri universale, revolver, automate. precum ~i la prelucrarea suprafejelor plane Ia piese grele, pe strung carusel. Strunjirea suprafetelor plane se executa in aceeasi asezare cu prelucrarea unor suprafete cilindrice exterioare sau interioare, pentru a asigura perpendicularitatea

. .'

'

l

I

I

supraf etelor, Pe strungul carusel, strunjirea unei suprafete frontale plane se poate face simultan en . strunjirea suprafejei exterioare, utilizand doua carucioare, fiecare. pentru care 0

suprafata. Suprafetele frontale plane ale pieselor grele, de tip disc, se pot strunji ~i pe strunguri frontale, utilizate in constructia de masini grele. Pe strungurile revolver cu disc-revolver, strunjirea suprafetelor frontale se realizeaza prin rotirea discului portscula. La strungurile cu turela-revolver, strunjirea plana a suprafetelor frontale se realizeaza, de obicei, cu cutite fixate pe caruciorul transversal; aceasta prelucrare nu se poate executa cu ajutorul turelei. La unele strunguri revolver, turela este montata prin intermediul unei sanii transversale pe caruciorul revolver $i, in acest caz, poate executa ~i strunjirea plana, precum ~i retezarea. In aceasta construcjie, strungul revolver, nu mai A

este prevazut cu caruciorul transversal.

9.5. Brosarea .suprafetelor

plane

Brosarea suprafejelor plane asigura o productivitate foarte ridicata ~i se foloseste in locul unor operajii de f rezare. Se po ate folosi brosarea direct la suprafete exterioare brute, objinandu-se intr-o singura cursa a brosei o precizie ridicata si o buna calitate de · suprafata. In procesul de prelucrare, fiecare dinte al brosei aschiaza un strat de metal care constituie o parte ·a adaosului de prelucrare, iar dinjii de calibrare ai brosei curata suprafata, pastrandu-se timp indelungat capacitatea de aschiere . . La prelucrarea suprafetelor brute ale semifabr.icatelor forjate ~i turnate este de preferat sa nu se foloseasca brose plane obisnuite, care au lajimea dintilor egala cu lajimea. suprafetei brosate, ci brose progresive. Deoarece la brosele obisnuite fiecare dinte aschiaza pe toata latimea suprafejei de brosat, primii dinji ai brosei, la prelucrarea suprafejelor brute cu crusta, se vor toci destul de repede. La brosele progresive, dinjii brosei au latime crescatoare, astfel ca. fiecare dinte aschiaza metalul pe portiuni mai inguste ~i numai dinjii de calibrare curata suprafaja pe intreaga Iatime, Masinile de brosat sunt verticale, orizontale sau speciale. Masinile de brosat orizontale se folosesc pentru brosarea pieselor grele, cu dimensiuni mari. Masinile de brosat speciale sunt construite pentru prelucrarea unui anumit reper cu forma complicata ~i dimensiuni mari, la fabricatia de masa. In fig. 9.31 se prezinta schema brosarii plane pe masini de brosat orizontale. .

A

.

.

A

I

Tehnologia constructiilor de masini

. 298

2 , Y'

1 2

1 Fig. 9.33

Fig. 9.32

Fig. 9.31

La masinile de brosat continuu cu miscare rectilinie (fig. 9.32), brosa este imobila, fixata in batiu cu dintii in jos, iar piesele, stranse in dispozitive, efectueaza miscarea de translatie. Prin trecerea pieselor in dreptul brosei se realizeaza procesul de aschiere. Asezarea ~i fixarea pieselor in dispozitiv se face rara oprirea masinii, La masinile de brosat continuu cu miscare circulars (fig. 9 .33) piesele de prelucrat 1 sunt fixate in dispozitive, pe masa rotunda a masinii, care executa o miscare continua, iar brosa 2 este fixa, asezata deasupra pieselor. Scoaterea pieselor prelucrate ~i fixarea semifabricatelor se face in timpul lucrului.

9.6. Rectificarea suprafetelor plane •

.

-.

•ti /.

~

•

•11

...

Operajia de rectificare a suprafetelor plane se aplica acelor suprafete a carer precizie de prelucrare si calitate de suprafata nu pot fl asigurate prin frezare sau rabotare. Rectificarea se utilizeaza, - de asemenea, pentru curatirea suprafetelor plane la semifabricate turnate, care au o crusts superficiala dura, inlocuind frezarea sau rabotarea. Aceasta rectificare directa,

rara

J~.

o prelucrare prealabila, se aplica, de

exemplu,

•

T

turnate

de masini-

unelte .

•

Ca metode de rectificare plana se

I ~-

la batiuri

deosebesc: • rectificarea cu periferia discului

1s . ::!:· 7ir-; ~ c

abraziv; d

. • rectificare cu partea frontala a discului abraziv.

Fig. 9 .. 34

Rectificarea cu periferia discului abraziv se poate efectua pe masini de rectificat plan ~u masa dreptunghiulara (fig. 9.34, a·) sau cu masa rotativa (fig. 9 .34, b) .. Discul abraziv cilindric executa rniscarea de rota fie I (fig. 9. 34, a), avansul de patrundere IV si avansul transversal III pc latimea piesei. Masa pe care este fixata piesa

Tehnologia prelucrari! supra/ etelor plane

299

·- de rectificat efectueaza miscarea rectilinie alternativa de avans longitudinal //. La masinile de rectificat cu masa rotunda (fig. 9.34, b), in afara de rotajia I a discului abraziv, in timpul rectificarii, se mai executa rotatia continua // a mesei pe care sunt fixate piesele, avansul radial rectiliniu alternativ Ill al discului abraziv ~i avansul

vertical de patrundere IV care se da periodic, la fiecare trecere, Rectificarea cu partea frontala a sculei abrazive (fig. 9.34, c ~id) se efectueaza pe masini de rectificat cu masa dreptunghiulara sau rotunda, diametrul sculei fiind in acest · caz mai mare decat latimea pieselor, Rectificarea cu partea frontala a sculei abrazive este rnai productiva decat cea cu partea periferica, deoarece in procesul de aschiere se afla in contact cu suprafaja de rectificat o suprafata rnai mare a sculei si, prin urmare, Iucreaza simultan un numar mai mare de granule abrazive. . Desi rectificarea plana cu partea periferica este mai putin productiva, aceasta asigura in schimb suprafeje plane . foarte netede, cu . o precizie mai ridicata decat la . rectificarea cu partea frontala . Operajia de rectificare cu periferia discului are ~i avantajul unei incalziri mai mici fata de rectificarea cu suprafata frontals a discului. Acesr lucru are importanja la rectificarea pieselor sensibile la formarea fisurilor de rectificare. · ., . . In afara de schemele clasice de rectificare plana pe masini de . rectificat plan, . special destinate acestei prelucrari, in unele cazuri rectificarea plana se executa pe. masini de rectificat rotund, exterior sau interior, in cazul unor piese de revolujie Ia care se .

.

A

.

.

.

impune respectarea cu precizie foarte ridicata a condijiei de bataie frontala a suprafejei plane frontale .. Pentru aceasta, rectificarea plana se face in aceeasi asezare cu rectificarea suprafejelor cilindrice,

rara sa se scoata piesa

de pe

masina.

9. 7. Netezirea suprafetelor plane Pentru netezirea suprafetelor plane se pot folosi urmatoarele metode: frezarea fina, lepuirea, razuirea.

9.7 .1. Frezarea fina ~

Frezarea fina se utilizeaza ca procedeu de prelucrare finala ·a suprafetelor plane ~i se realizeaza cu freze frontale cu dinji demontabili armati cu placute din carburi 0• metalice, cu unghiul de degajare = (- 4 ... - 15) Pentru objinerea unei suprafeje fine, se recornanda urmatorul regim de aschiere: adancimea de aschiere (0, 1 ... 0,2) mm, avansul (0,03 ... 0,2) mm/dinte, viteza de aschiere (200 . ~. 300) m/min Ja frezarea otelului ~i (300 ... ~00) rn/rnin la frezarea aliajelor neferoase.

Pentru ca sculele folosite sa poata realiza o calitate foarte buna a suprafetei prelucrate este necesara mentinerea bataii dinjilor frezei in limitele (0,01 ... 0,015) mm. Frezarea fi11a se poate realiza numai pe rnasini cu rigiditate dinamica mare, fara pericolul aparitiei vibratiilor Ia turatiile foarte mari necesare prelucrarii, Prin respectarea condijiilor de mai inainte, se poate obtine rugozitatea suprafejei

300

Tehnologia construcJiilor de ma1ini

R0 == (0,8 ... 0,4) µm fi abaterea de la planitate de eel mult (0,02 .... 0,04) mm/1000 mm· lungime. De aceea, frezarea fina se aplicl, uneori, in locul rectificarii . •

9. 7 .2. Lepuirea suprafetelor plane Operajia se executa la fel ca ~i lepuirea suprafetelor cilindrice exterioare sau interioare, cu ajutorul unor pulberi abrazive fine, interpuse liber intre suprafata de lepuit ~i scula de lepuit. Pentru asigurarea preciziei ~i calitajii prescrise se recomanda ca operatia anterioara sa fie rectificarea de finisare. , · · Lepuirea suprafetelor plane se poate executa manual sau mecanic. Lepuirea manuals se foloseste Indeosebi ca operatic de netezire a instrumentelor de masura (cale plan-paralele) §i se executa pe placi de lepuit de diferite forme. Lepuirea mecanica a suprafejelor plane se realizeaza pe masini de lepuit verticale cu doua discuri de lepuit. Prin lepuire se obtine o calitate a suprafetelor foarte buna, Ra = (0,1 ... 0,012) µm, iar abaterea de la paralelismul suprafetelor se men tine in lirnitele de ± 1 µm; in cazul unei lepuiri foarte fine, la cale plan-paralele, in limitele de ± 0,05 µm.

9. 7 .3. Razuirea suprafetelor plane Razuirea este operatia de netezire efectuata cu o scula numita riizuitor, fiind specifica ghidajelor de la batiurile masinilor-unelte. Se realizeaza manual sau mecanic. Razuirea manuals este pujin productiva si obositoare, poate d.ura de la cateva ore la zeci de ore, funcjie de Iungimea suprafejei razuite, insa asigura o precizie ridicata. La razuirea mecanica, razuitorul este atasat la un mecanism care ii imprima miscarea de aschiere. Pentru a stabili cu precizie locurile care trebuie razuite, se folosesc placi sau rigle de tusat, pe care se aplica un strat subjire de vopsea: acestea se deplaseaza pe suprafata plana, astfel ca proeminentele suprafetei se vor acoperi cu vopsea si vor fi supuse razuirii, Operatia aceasta se repeta de cateva ori, pana cand petele de vopsea sunt uniform distribuite pe suprafata prelucrata . .Daca pe o suprafata de 25 x 25 mm2 exista minimum 25 pete de vopsea, suprafaja plana obtinuta este foarte neteda, clasa de precizie III-IV (ST AS 7391/l-7 4), daca numarul de pete pe aceeasi suprafata este eel pujin 20, precizia suprafetei este in clasele VII-VIII, iar daca sunt. minimum 15 pete·, precizia este in clasele JX-X. "' Inainte de razuire, suprafetele plane trebuie prelucrate prin metode de finisare: rabotare de finisare sau frezare de finisare.

•

-

TEHNOLOGIA PRELUCRARII SUPRAFETELOR CILINDRICE SI CONICE EXTERIOARE '

'

,'

.

' . '

! 'I •

•

'

. ..

!

I I

10.1. Rolul functional, formele constructive §i conditiile tehnice de executie a arborilor . I. l .

Arborii sunt organe de masini cu lungimi mai mari decat diametrele, care, prin rotire in jurul axei Iongitudinale, transmit miscarea, puterea ii momentele primite prin intermediul altor organe pe care le sustin sau cu care sunt asamblaji (roji, biele, cuplaje etc.). In timpul funcjionarii, arborii sunt solicitati la torsiune §i incovoiere, fapt ce impun masuri suplimentare la elaborarea tehnologiei de prelucrare a acestora. Principalele criterii de clasificare a arborilor sunt: forma, lungimea, diametrul, greutatea, condijiile funcjionale si complexitatea tehnologica, A

.

Dupa forma constructiva,

arborii pot fi: arbori netezi, arbori in trepte simetrici ~i arbori in trepte asimetrici. Dupa lungirne, arborii por fi: arbori scurti, arbori mijlocii, arbori lungi ~i arbori foarte lungi. Clasificarea arborilor trebuie sa se faca in asa fel incat sa se creeze posibilitatea prelucrani unei anumite clase de arbori, pe cat posibil pe aceleasi masini-unelte, asigurandu-se o precizie ridicata si o productivitate superioara, Astfel, clasificarea arborilor in grupa de arbori de dimensiuni mici sau mijlocii trebuie sa permita prelucrarea lor pe masini cu mai mu1te cujite, · pe strunguri revolver, pe semiautomate sau automate. Prin irnpartirea arborilor i11 clase se realizeaza o simplificare a operajiilor de pregatire ~i o scurtare a ciclului de fabricajie, folosindu-se procese tehnologice tip. Pe baza procesului tehnologic tip, pentru clasa de piese respectiva, tehnologii proiectan]i vor putea cu usurinja sa tnrocmeasca procesul tehnologic pentru piesa ceruta, . elirninand sau adaugand anumite operatii, faze, treceri erc., in funcjie de complexitatea arborelui a carei tehnologie se proiecteaza. •

Precizia de prelucrare a arborilor este determinata de conditiile funcjionale ale acestora. Astfel, dimensiunile diametrale ale, fusurilor se executa in treptele de precizie 7·-8, iar in cazurile speciale in treptele 5-6. de precizie. Ovalitatea ~i conicitatea fusurilor trebuie sa fie cuprinse in limitele toleranjelor dimensiunilor diametrale. Batala fusurilor . pe care urmeaza sa se monteze diferite piese, in raport ·cu fusurile de reazem, nu trebuie . sa depaseasca (50 ... 70) µ1n, iar in uncle cazuri mai deosebite (.30 ... 50) µm.. Toleranja la Iungimea trepteJor este cuprinsa intre (60 ... 150) tun, ·Rugozitatea suprafejelor fusurilor se ia in limitele R0 = (1,6 ... 0,2) µm. .

.

•

-

I·

;

f

I

I

-Tehnologia constructiilor de masini

302

10.2. Materialele §i semif abricatele utilizate la arbori

La executarea arborilor se utilizeaza ca materiale fo·ntele, ojelurile carbon, otelurile aliate ~i neferoasele In functie de scopul si condijiile de rezistenta imp use· acestora. Pentru arborii de dimensiuni mici §i precizie scazuta, tlra solicitari mecanice mari, dar care sunt supusi in exploatare la uzare se folosesc otelurile AUT8, AUT12, sau AUT23/STAS 1350-89. Arborii supusi la solicitari mecanice medii se executa din oteluri carbon obisnuite OL37, OL42, OL50, OL60 (STAS 500/2-80), din oteluri carbon de calitate o·LC25, OLC35 si, in special, OLC45 (STAS 880-88). Pentru arborii C\J tenacitate ridicata a miezului supusi la uzare pronuntata ~i la solicitari mecanice reduse se recomanda ojelurile de cementare OLC15 si OLCl.ST iar pentru arborii supusi la solicitari mecanice mari ~i care lucreaza in condijii grele de uzare otelurile aliate cu nichel, crom-nichel, crom-titan, mangan, ST AS 791-88, ca de exemplu 1SCN15, 13CN30, 28TMC12, 21 TMC12, 31CMS10. Otelurile aliate se utilizeaza numai in cazurile absolut necesare impuse de conditiile de rezistenta la uzare ~i oboseala. Aceste oteluri scumpe se pot inlocui cu ojelurile sau fontele slab aliate, ale carer · proprietati mecanice se imbunatajesc prin tratamentele aplicate stratului superficial al piesei (mecanice, termice sau termochimice) . . ·. Pentru piesele de tip arbore, in functie de scop, importanta ~i dimensiuni, semifabricatele se objin: prin turnare (in ·cazul arborilor de dimensiuni mari): din laminate trase Ia rece sau la cald (d ~ 150 mm); din laminate, care apoi se forjeaza pentru Imbunatatirea proprietajilor fizico-mecanice; prin forjarea Iibera (la arborii de dimensiuni mari pentru rnotoare statice, navale etc.); prin matritare, in cazul productiei de serie mijlocie si mare. Pentru arborii netezi ~i in trepte cu diametrul maxim pana la 150 mm §i care au o diferenja de eel mult {40 ... 50) mm intre diametrele treptelor se folosesc drept semifabricate barele laminate. Pentru arborii netezi si in trepte cu lungimi pana la 500 mm si diametre mai mici de 100 mm, executati in productia de serie mijlocie ~i mare, semifabricatele se objin prin marritare, " In- cazul arborilor rnari ~i grei (l > 800 mm ~i > 60 mm), executati in productie de serie mica sau de unicate, semifabricatele se obtin prin forjare libera, cu adaosuri mari de prelucrare. · Pentru arborii cu flanse mari ~i pentru arborii grei ·s,e pot folosi semifabricate din fontl de mare rezistenja cu grafit nodular sau fonta modificata, care au insi o rezistenta mai mica deeat a celor din ojel, dar au in schimb o capacitate mai mare de amortizare a solicitarilor dinamice. Procesul de obtinere a semifabricatului este conditionat de urmatorii factori: felul ~i proprietatile materialului din care este executat, forma ~l dimensiunile piesei ~i volumul de productie, Indicarea .metodei ~i procedeului de elaborare a semifabricatului este conditionata tnsa ~i de factorii economici. Obtinerea unor semifabricate cu forme si dimensiuni apropiate de cele ale piesei · finite este mai scumpa decat a semifabricatelor mai putin precise. In prima varianta, A

.

adaosul de prelucrare §i costul prelucrarii mecanice sunt mici si, in plus, rezulta o economie de metal. In varianta a doua, adaosul de prelucrare va fi mai mare, deci consumul mai mare de manopera ~i metal. "' In vederea stabilirii metodei $i procedeului de objinere a semifabricatului se face o analiza tehnico-economica a mai multor variante, in urma careia se va stabili varianta optima (care sa asizure costul minim). A

.

303

Tennologia prelucrarii suprafetelor cilindrice 1i conice exterioare ..

,----------------------------------

10.3. Operatii pregatltoare pentru prelucrarea arborilor Operajiile pregatitoare au rolul de a crea bazele tehnologice de pre1ucrare. Tinand searna de varietatea mare a formei ~i dimensiunilor arborilor, a procedeelor de objinere a sernifabricatelor, numarul ~i felul operatiilor pregatitoare vor fi diferite. De aceea, pentru stabilirea operatiilor pregatitoare trebuie sl se cunoasca caracteristicile semifabricatului folosit. '

-

10.3.1. Debitarea semifabricatel.or Operajia de debitare a semifabricatelor se executa atunci cand semifabricatul folosit este hara laminata, calibrata sau necalibrata. Cand semifabricatul este obtinut prin forjare libera sau in matrita, la dimensiuni mai mari decat cele prescrise, operatia se numeste taiere ~i urrnareste indepartarea capetelor ramase de la forjare sau matritare. Operatia de debitare se poate executa pe: ferastraie mecanice cu miscare

'.

alternativa sau circulara, ferastraie cu frictiune, foarfeca-ghilotina, strunguri special amenajate sau cu ajutorul masinilor automate sau semiautomate, in funcjie de programul de fabricajie, masini cu discuri abrazive sau freze disc. Debitarea se mai poate executa ~i prin procedee speciale, cum sunt: procedeul anodo-mecanic cu disc sau banda, cu flacara, cu jet de plasma sau laser. Prin debitare se pierde o anumita cantitate de material, de obicei egala cu latimea sculei de debitat. Astfel, la debitarea pe ferastraul cu miscare alternativa pierderile sunt · de (1 ... 2,5) mm, insa productivitatea este redusa, iar la ferastraul cu miscare circulara pierderile prin debitare sunt mai mari (3 ... 7) mm, pentru diametre cuprinse in Iimitele (80 ... 200) mm, dar productivitatea este mai ridicata. Debitarea cu ghilotina produce strivirea materialului si inclinarea suprafejelor de capat. Debitarea anodo-rnecanica asigura prelucrarea metalelor cu duritate mare, objinandu-se in acelasi timp §i o calitate superioara a suprafetelor.

' '

' '

' '

'

''

j

I

' !

' '

'

'

!

t

I

i { -

!I I

A

10.3.2. Indreptareasemifabricatelor

I

"'

Indreptarea semifabricatelor pentru arbori se face In vederea eliminarii deformatiilor spatiale. Aceasta deoarecc rnarimea curburii semifabricatelor ce se prelucreaza nu trebuie sa depaseasca 1 /4 din adaosul de prelucrare. lndreptarea se poate face la cald sau la rece, in funcjie de materialul ~i dimensiuniJe arborilor. ,., Indreptarea in stare rece are o raspandire mai Iarga, datorita posibilitatii de a se efectua in orice atelier de prelucrari mecanice, objinandu-se o precizie ~i o calitate de suprafata ridicara; operatia este in,sotita insa de tensiuni remanente. In cazul semifabricatelor cu rigiditate scazuta, indreptarea se poate efectua de mai multe ori in timpul procesului tehnologic. lndreptarea in stare rece se poate executa pe prese cu surub, cu excentric, hidraulice sau pneumatice, manuale sau automate sau pe masini-unelte speciale de indreptat (rig. 10.. 1), care efectueaza in acelasi timp si calibrarea pieselor, A

~

A

.

i

Ii

I

I '

I' ' l:

l

I. t

iI

·.

'' -i ;

304

Tehnologia construefiilor de· ma1ini

3

?

5

I

•

\

\

4

'

S.:

a Fig. 10.1

Masina de indreptat si calibrat (fig. 10.1) se compune din trei perechi de role hiperbolice, inclinate sub un unghi de (20 ... 25)0• Rolele sunt fixate pecadrul 4, in asa fel incat, Ia miscarea de rotatie a cadrului, rolele sa capete miscare de rotatie in jurul axei lor. In timpul miscarii de rotatie, perechea de role 1 realizeaza miscarea de avans a semifabri ... catului 5, iar rolele 2 si 3 efectueaza indreptarea. Prin inversarea sensului de rotatie, semifabricatul poate fi trecut de mai multe ori printre role, in vederea indreptarii, Uneori, pe langa indreptarea barelor, se poate efectua si calibrarea cu ajutorul filierei 6. . Masina . poate fi utilizata pentru indreptarea ~i calibrarea barelor cu diametrele cuprinse in limitele (6 ... 150) mm, asigurand o precizie la diametru de (0,3 ... o·,5) mm. A

'

'

10.3.3. Prelucrarea suprafetelor frontale §i centruirea arborilor Operatia are o importanja deosebita, deoarece suprafetele rezultate in urma acestor prelucrari constituie bazele de orientare si fixare pentru prelucrarile ulterioare. Corectitudinea suprafejelor fronta1e are o mare influenja asupra preciziei de prelucrare a arborilor. Astfel, inclinarea suprafetei frontale face ca gaura de centrare sa fie deplasata sau sa capete o forma eliptica, ceea ce va atrage dupa sine o orientare ~i fixare necorespunzatoare. In cazul producjiei in serie mica §i in lipsa unor masini Speciale, prelucrarea suprafetelor frontale se executa pe strunguri obisnuite, prin fixarea in rnandrina, pe freze sau pe masini de alezat ~i frezat (cum este cazul arborilor rnari ~i grei). --· Pentru ridicarea preciziei ~i marirea productivitatii se recomanda, · . acolo unde este posibil, ca operatia de -tt-+--+--·-----~- . .......,._~___.~.~~~~-\-strunjire frontals si centruirea sa se faca dintr-o singura prindere pe o masina special conceputa pentru acest scop t 4 (specializata), 3 2 . . I In fig. 10 .. 2 se prezinta schema de lucru a unei masini pentru prelucrat I • • -- (-. supraf ejele frontale si pentru executarea Ei .. gaurilor de centrare ale arborilor. Semi' fabricatul 1 se fixeaza in dispozitivul cu I Fig. 10.2 prisme autocentrante 2. Se executa mai intai prelucrarea simultana a ambelor suprafete, c11 ajutorul capetelor de frezat 3, dupa care semifabricatul trece in pozijia urmatoare, la care se executa operatia de prelucrare a· gaurilor de centrare, cu ajutorul burghielor combinate 4. Semifabricatele corect debitate sunt supuse direct operatiei de centruire, fara prelucrarea prealabila a suprafejelor frontale. A

~

•

I

~

j

~

~

~

•

'

'

•

~

'

"'

'

''

•

Tehnologia prelucriirii suprafetelor cilindrice fi conice exterioare

Gaurile de centrare trebuie

305

sa aiba

nu numai o anumita dimensiune (condijionata de diametrul ~i greutatea arborelui care trebuie prelucrat), ci si o conicitate precisa, care sa corespunda intocmai cu conicitatea varfurilor strungului. Nerespectarea acestei conicitati (fig. 10.3) duce la uzarea prematura a gaurilor de centrare, precum ~i la aparitia erorilor de forma la prelucrarea arborelui. •

Fig. 10.3

Fig. 10.4

De asemenea, aceeasi importanta o are ~i coaxialitatea gaurilor de centrare. Neres . . pectarea acestei condijii (fig. 10.4) face ca piesa sa nu se reazerne pe varfuri cu intreaga suprafaja conica a gaurilor de centrare, fapt ce conduce la deteriorarea rapida aur a gaurilor de centrare. cat si a varfurilor, ceea ce influenteaza negativ precizia de prelucrare. Gaurile de centrare trebuie date in asa fel Incat adaosul de prelucrare de pe suprafetele semifabricatului sa fie uniform distribuit. Dae a adaosul de prelucrare nu este uniform, atunci, in timpul prelucrarii, a par forte de aschiere diferite, datorita adancimii de aschiere diferite si, ca rezultat, in cazul rigiditajii scazute a strungului, se vor inregistra abateri de la forma geometrica a. piesei. . Gaurile de centrare date la ambele capete ale arborelui trcbuie sa aiba aceeasi adancime, in raport cu suprafetele de capat, pentru toate semifabricatele lotului respectiv. La prelucrarea arborilor in trepte pe masini-unelte cu scule reglate Ia · cota, adancimea ~i dis1 A-A tanta dintre suprafejele de centrare \\ au o importanja deosebita. Abate• r-: rile acestor dimensiuni conduc la ' ..... • erori dimensionale · ale lungirrtilor ... .,, ' treptelor arborilor, deoarece se 1 l • • . , . schimba pozijia suprafejei de orientare, in timp Ce baza de masurare pentru pozitionarea sculei ramane neschimbata. Aceste erori Fig. 10.5 pot fi evitate prin utilizarea de varfuri reglabile axial. Pentru .strunjirea suprafetelor frontale ale arborilor se folosesc varfurile de ,... centrare frezate. In cazul prelucrarii de finisare a pieselor (strunjire, rectificare), cand se lucreaza cu viteze mari de aschiere, este necesar sa se foloseasca varfurile mobile (cu rulmenti cu bile sau role), pentru a evita frecarea ~i griparea suprafejelor de asezare, Dezavantajul acestor varfuri de strung este acela ca au o rigiditate mult mai redusa decat a varfurilor fixe, fapt ce influenjeaza precizia $i rugozitatea suprafejelor prelucrate. Pentru antrenarea ~i fixarea arborilor de dimensinui mici se pot folosi domurile cu varf striat, cu suprafaja• striata interioara sau inirna de antrenare (fig. 1 O .5) . '

.

.

.

_\

.

T

' .

.

I

•

•

t...-

.

.

"

~

•

~

•

.

Tehnotogia construe/ii/or de, masin!

306

in mod practic, la centruirea semifabricatelor pe masinile de centruit se poate obtine o precizie de (0,3 ... 0,8) mm, in funcjie de diametrul semifabricarului (10 ... 200) mm . .... In cazul semifabricatelor forjate, datorita neregularitatilor suprafejelor exterioare ~i a curburii, nu se poate obtine o precizie mai mare de (1 3) mm . Daca centrele gaurilor se obtin prin trasare, eroarea de centruire este de (0,4 1,5) mm, in functie de precizia cu care s-a efectuat operatia de trasare.

10.3.4. Particularitati la prelucrarea arborilor grei Tehnologia de prelucrare a arborilor mari (arborii de motoare navale, de turbine hiadraulice, -de transmisie, arborii principali ai masinilor-unelte grele etc.) prezinta o serie de particularitati fata de tehnologia de prelucrare a arborilor de dimensiuni obisnuite. Semifabricatele pentru arborii de dimensinui mari se obtin prin forjare, mai rar din laminate. Dupa forjare, semifabricatele se supun tratamentului de normalizare ~i recoacere, uneori de recoacere izoterma. De cele mai multe ori, acesti arbori se executa din ojeluri aliate. Ciclul tratamentului termic se stabileste in acest caz in funcjie de calitatea otelului. Dupa tratamentul termic, de la unul dintre capetele arborelui se taie o proba ~i se executa controlul calitatii materialului folosit. Prelucrarea mecanica a arborilor de dimensiuni mari este precedata de operatia de trasaj, Trasajul este necesar pentru a verifica dimensiunile semifabricatului ~i pentru a stabili pozitia corecta a centrelor gaurilor. Centruirea se executa pe o ~ma de gaurit ~i aleza.t orizontala, cu asezarea pe prisme. Strunjirea arborilor cu masa pana la 150 t se face pe strunguri mari cu distanta intre varfuri de (30 ... 40.) m. Puterea acestor strunguri este de (150 .... 300) kW. Aceste masini-unelte au mai multi suporti de o parte ~i de alta a batiului, iar lunetele mobile ~i cele fixe sunt prevazute cu role. Arborii de dimensiuni mari se prelucreaza dupa principiul concentrarii prelucrarilor. Datorita dificultatilor de manipulare a arborilor, se cauta sa se execute pe aceeasi masina-unealta un numar cat mai mare de prelucrari, La arborii mari prevazuti cu alezaje axiale, succesiunea fazelor este diferita. La inceput se executa alezajul, apoi se introduc la cele doua capete dopuri cu gauri de. centrare, folosite ca baze tehnologice pentru fixarea intre varfuri a arborelui, De exemplu, la prelucrarea arborilor grei, pentru masinile-unelte, in afara conditiilor tehnice obisnuite, se impune conditia sa se realizeze ~i coaxialitatea axei alezajului conic cu axa de rotatie a arborelu.i. De asemenea, este necesar sa se asigure ~i perpendicularitatea suprafejei de capat a arborelui in raport cu axa sa de rotatie. Nerespectarea acestor condijii duce la rebutarea pieselor. .

'

10.4. Tehnologia prelucrarii arborilor prin strunjire 10.4.1. Strunjirea arborllor netezi Arborii netezi scur]i sunt mai putin utilizaji in constructia de masini. Sub fo.rm'a de piese ii intalnim in productia de rulmenji cu role ~i ace, boljuri si pistoane, pistonase.

307

Te.hnologia prelucrarii supra/ eJelor cilindrice 1i co nice exterioare

Spre deosebire de arborii netezi scurti, arborii netezi lungi au o pondere mai mare in constructia de masini. Arborii netezi se clasifica, in functie de raportul dintre lungime ~i diametru, in arbori rigizi ( .lid < 12) ~i arbori nerigizi sau elastici ( lid ~ 12). Semifabricatele pentru obtinerea acestor piese sunt, de obicei, laminate sub forma de bara trasa, calibrata sau necalibrata. Realizarea acestor tipuri de arbori se executa pe masini-unelte de tipul strungurilor universale; automate monoax sau multiaxe, masini de rectificat etc. "In constructia de masini, arborii netezi cu ponderea cea mai mare au diametrele de (25· ... 50) mm ~i lungimea de (50 ... 500) mm ~ise executa In mod obisnuit in productie de serie mica, mijlocie ~i de unicat. Strunjirea de degrosare a arborilor netezi se poate executa cu unul sau mai multe cutite, in funcjie de lungimea arborelui ~i adancimea de aschiere, prin impartirea adaosului · de prelucrare in lungirne sau adancime, dintr-o trecere sau din mai multe treceri (fig. 10.6). ·Ca ~i cazul . operajiei de t · . --"""'---· . I degrosare, operatia de finisare se poate executa cu unul sau rnai multe · cutite, adaosul de prelucrare fiind distribuit in lungime sau - , · · 1 adancime. Opera [ia se caracte-!i~~ f • · !/.$ = f rizeaza printr-un regim de aschiere b a Fig. 10.6 mai usor, un avans mult mai mic si viteze de aschiere mari, Aceasta operatic se poate executa pe aceeasi masina-unealta pe care s-a facut $i operatia de degrosare, Pentru a realiza insa o precizie dimensional! ~i de forma, ·precum ~i o calitate superioara de suprafaja, se recomanda ca operatia de finisare sa se execute pe masini-unelte cu precizie mai ridicata. Arborii netezi pot fi prelucraji ~i prin brosare, daca volumul de producjie este de serie mijlocie, mare sau de masa ~i justifica tehnic $i economic folosirea acestui procedeu de prelucrare. Strunjirea arborilor netezi, scurti · ~i lungi cu mai multe cutite simultan prezinta avantaje fata de strunjirea cu un singur cutit, datorita reducerii timpului de masina. In cazul producjiei de serie mica sau de unicat a pieselor tip arbore este rational sa se foloseasca tnsa strungurile universale prevazute cu suporti hidraulici de prelucrat. Printre procedeele speciale de prelucrare a arborilor netezi se pot enumera: netezirea prin rulare, alunecare ~i lovire; strunjirea anodo-mecanica; prelucrarea prin electroeroziune etc. Arborii netezi de lungimi mari nu se pot prelucra pe strunguri obisnuite, cu fixare intre varfuri. In acest caz se folosesc masini speciale, dotate cu dispozitive de ghidare. Centrarea arborilor se asigura prin intermediul a doua perechi de role hiperbolice. Uneori, pentru prelucrarea suprafejelor cilindrice exterioare, la piesele grele, care nu pot fi antrenate in miscare de rotatie, se folosesc capete cu cutite zburatoare . •::a

A

A

.

~

•

...

10.4.2. Strunjirea arborilor in trepte Prelucrarea arborilor in trepte se poate ·face pe strunguri paralele, strunguri automate §i cu comanda program,· masini de frezat cilindric, de rectificat, de brosat etc.

308

Tehnologia constructtilor de masini

Alegerea procedeului tehnologic de prelucrare este determinata de caracterul productiei, .dimensiunile ii forma arborelui,. gradul de precizie ~i calitatea suprafetelor. De aceste elemente depinde numarul precum ~i succesiunea operatiilor. • Scheme de prelucrare prin strunjire. In construcjia de masini o pondere mare o au. arborii cu diametre de (25.... 50)mm si lungimi intre 150 si 500 mm ~i rar de 1000 mm sau mai mult. Procesul tehnologic tip pentru prelucrarea mecanica a arborilor in trepte este dat, sub forma de fi~a tehnologica, in tabelul I0.1. Utilizand acest proces tehnologic tip, se poate proiecta procesul tehnologic detaliat (plan de operatii) pentru orice fel de arbore in trepte, adaugand sau eliminand anumite operatii fat.a de procesul tehnologic tip, in funcjie de fiecare caz concret in parte. A

Tabelul 10.1 Procesul tehnologic tip pen tru prelucrarea arborilor Nr.

operatiei 0 1

Utilajul folosit in functie de tipul de producjie

Denumirea operatiei

Mas a

Serie

Individuals

-

1

2

3 • Presa-ghilotina pentru bare cu diametrul la aproxirnativ 60 mm

Debitarea semifabricatu1ui · (aceasta operatie se elimina daca sernifabricatul este marritat, forjat sau turnat)

4

pana · • Ferasrrau circular

sat

cu brat

• Ferastrau circular

•Strung

• Masina special! de debitar cu disc abraziv

• Masini de frezat

orizontala 2

-

Prelucrarea suprafejelor de

• M~inl special! de • Masini special! de frezat si centruit, cu .• frezat si centruit tambur ~i acjionare • Masina. de frezat la continua arnbele capere simultan . • Masina special! de • Ma$in~ special! de · frezat §i centruit cu centruit actionare inrermitenta

capat si centruirea (aceasta operatic se poate divide in dous operatii, funcjie de

utilaj) I•

3

orizontall

• Strung universal • Ma~ina de centruit

-

Srrunjire de degrosare la

• Strung semiautomat cu un singur ax si mai unul din capetele arborelui · mulre cujite (roate treptele cu diametru • Strung semiautomat de copiat crescator) • Strung semiautomat cu cornanda dupa program ,,

'

• M~inl de frezat

.- Strung semiautomat · de copiat

•· Strung semiaurornat :-. cu comanda dup~ pro- , ,. ram

[I

:~:·

• Strung universal 4

Strunjire de degrosare la al · Acelasi utilaj ca la operatia precedenra doilea capat al arborelui .

5

Srrunjire de finisare la primul capat al arboreJui

Acelasi utilaj ca la operajia precedents

6

Strunjire de finisare Ja at

Acelasi utilaj ca la operajia precedenta

doilea capat al arborelui 7

8

Frezarea canelurilor

- Frezarea canalelor de pana

• Serniautomat special pentru executarea canelu- • I\.1a~ina universala de rilor cu freza melc frezat cu freza disc profilara ·• Masina serniauromatal • Ma~ina semiautornata M·a$ina de frezat unide frezat canale de pana de frezat canale de pant versala • M~inade frezat universala -

t----t----------1---------· -· __ .__ -. . 9 Executarea filetulut

.,.

.

.

-

. . .,

309

Tehnologia prelucrarii supra/eJelor cilindrice .Ii conice exterioare

Tabelul 10.1 (conJin·uart) -

0

1 Tratament tet mic

10

-

11

.

2

-

3

, -

.

Sabi are

12

ndreptare .

13

4

-

Prese de diferite feJuri

.

-

Recrificare de degrosare la MCl$inl speciall de rectifcat cu doul sau mai unul din capete (toate trepte- multe discuri si cu sistem de control activ al le cu diametrul crescator) diarnetrelor Rectificare de degrosare la Masini special! de rectificat cu doua sau mai celalalt capat al arborelui multe discuri si cu control activ al diarnetrelor · .

.

Masini de rectificat exterior (sau universaI1: .

rotund

-

•

14 .

'

M~inl de rectificat exterior (sau universala'. rotund

.

Rectificarea canelurilor

15

Masini speciala de rectificat caneluri

.

~.fa$inl de rectificat

.

16

-

Rectificare de finisare 1a . unul din capetele arborelui. .

Acelasi utilaj ca la rectificarea de degrosare

Rectificare de finisare la . .

Acelasi utilaj ca la rectificarea de degrosare

'

17

-

.

18

.

celalalt capat al arborelui

Rectificarea filetului

.

e

.

'

.

· Acelasi utilaj ca 1a

operatiile de degrosare

.

.

.

plan -

.

Acelasl utilaj ca la operatiile de degrosare

M~inl de rectificatfilete

-

19

Controlul final ~

-

Aparate $i instrumente de control universale

Aparate de control speciale .

La strunjirea arborilor in trepte pe strunguri multicutite gradul de concentrare '·-·-_-;c~ -·....:c.a operatiilor este ridicat, putandu-se .?--.... --• prelucra cu maximum 10 cutite simultan. -· • Arborii in trepte rigizi se prelucreaza in productia de serie mare ~i masa pe strunguri verticale cu mai multe axe (fig. 10. 7). La prelucrarea de semifinisare pe strunguri semiautomate multicujite se • obtine o precizie de prelucrare corespunzatoare treptelor 10- 11, iar la prelucrarea de finisare - treptei 9. Precizia diametrelor arborelui in trepte poate fi ridicata pana la Fig •. 10.7 treapta 7 sau chiar a 6-a, daca prelucrarea se face cu cutite late. Strunjirea cu mai multe cujite simultan se poate executa dupa metoda divizarii lungimii (fig. 1,Q. 8) sau a adaosului de prelucrare, cand semifabricatul este bara laminata (fig. 10. 9). Strunjirea pe stnlnguri semiautomate de cop.iat a arborilor in trepte prezinta o serie de avantaje fata de strunjirea cu mai multe cutite simuitan, ~i anume: timpul pentru reglarea masinii este mai mic, datorita faptului ca strunjirea se face cu un singur cutit, precum si · datorita simplitati! modului de fixare a sablonului. Acest lucru face ca prelucrarea pe strunguri semiautomate de copiat sa fie avantajoasa chiar in cazul loturilor mici de piese. Productivitatea muncii la prelucrarea pe strunguri semiautomate de copiat . se mareste nu numai pe seama reducerii timpului necesar pentru reglarea masinii, ci §i pe _ •

'

-

-

·310

Tehnologia constructiilor de mo1ini ·

seama lucrului ·cu viteze de aschiere ~i avansuri mari, a posibilitatii mai bune de utilizare . a puterii .masinii.

.

La strunjirea de finisare prin copiere se asigura o precizie de prelucrare· de · · (0,05 ... 0,06) mm, care este superioara preciziei objinute la prelucrarea pe strunguri cu mai multe cutite. .

.

.

.\

••

\

I

·.

\

'-·-

L_-'

\

-

l I

~

Fig. 10.8

Fig. 10.9

Prelucrarea pe strunguri semiautomate de copiat se recomanda, in special, in cazul executarii arborilor cu rigiditate scazuta, cu lungimi marl ale treptelor si cu precizie ridicata

Tipurile noi de strunguri semiautomate de copiat hidraulice permit prelucrarea in trepte cu diametrul pana la 350 mm ~i lungimea pana la 1200 mm sau chiar 1600 mm, cum sunt, de exemplu, strungurile tip Georg Fischer. in afara prelucrarii pe strunguri semiautornate de copiat, in producjia de serie •• ' este rationala prelucrarea arborilor pe strunguri universale prevazute cu suporti hidraulici de copiat. Timpul de lucru se s reduce de 2,5 .... 3 ori comparativ cu preluI crarea pe strunguri obisnuite. Sj in productia de unicate ~i serie mica Fig. 10.10 se utilizeaza, ca semifabricat, bara laminata sau forjata, funcjie de marimea arborelui ~i de diferenja dintre diametrele treptelor. - Prelucrarea se face pe strunguri universale, dupa metoda concentrarii · operajiilor, executandu-se succesiv fiecare treapta .. In acest caz, prelucrarea se incepe cu strunjirea treptei care are diametrul eel mai mare. Treapta cu diametrul eel mai mic se prelucreaza Ia urma, pentru a nu reduce rigiditatea arborelui (fig. 10.10). ... • Strunjirea racordartlor, degajarilor, teslturllor §i canalelor. In fig. 10 .11 se dau formele cele mai uzuale de racordare a arborilor in trepte. Este bine sa se prevada, in general, o raza d.e racordare eel pujin egala cu inaltimea umarului (fig. 10. 11, a), iar in locurile supuse .unor tensiuni rnari se va prevedea o raza cal- mai mare cu putinja, mergandu-se pana la (r ~ 2h) sau, daca este necesar, se va executa .o racordare conics (fig. 10.11, b). De asemenea, in cazurile 'in care este necesara o rectificare, desi partile unui arbore au aceeasi cota nominala, se va prevedea o degajare (fig. 10.11, c) . . Principalele forrne de racordare a arborilor in trepte, in cazurile in care umerii ,,.. servesc la sprijinirea unor piese ca rulmenji, roji de curea etc. sunt date in fig. 10.12. In aceste cazuri este necesar sa se execute o raza de racordare determinata in funcjie de raportul diametrelor secjiunilor ~i in funcjie de tensiunile din arbore (fig. 10 .12, a). La diferente mici intre diametrele secjiunilor se executa o degajare, care serveste pentru •

___;:1-----

. -;..;...___-~-

...

-

.•. ·-

• -4--

•

. •

~-

'

A

'

•

311

Tehnologia prelucrarii supra/eJelor cilindrice 1i conice exterioare

rectificare, astfel incat discul abraziv sa nu strice suprafaja invecinata sau sa nu o prelucreze daca nu este prevazut (fig. 10.12, b). in fig. 10.12, c se prezinta un model de degajare folosit la arbori cand este posibil sa se prevada o racordare sau o tesire.

'

~·

•

•

·'()

' ~

'

-

c

b

Q.

r

·---d

Fig. 10.11

...,._ '

~·-----

.

__

+----!.,__

a

-

-----t--

b Fig. 10.12

Degajarile ~i canalele pe suprafejele cilindrice sau frontale la arborii in trepte sunt prelucrate in scopuri tehnologice sau funcjionale. Formele geometrice ale degajarilor pot. fi, in funcjie de scop, drepte, profilate sau rotunde (fig. 10.13).Cand degajarile au un rol functional, acestea pot fi mai complexe (fig. 10.14). •

as • I

-·

• ~

I

a

'

'

t'

~

b.

•

·.·--

•

~

...

•

c

d... ...

.

-·e

-f.

Fig. 10.13

•

•

'

~I

.... ...

--+-+

-

•

-:f-+..+-1

-

... . . .. •

g

""

Fig. 10.14

Sculele pentru executarea degajarilor ~i canalelor sunt cutitele profilate §i cujitele speciale (fig. 10.15, a $i b).. Formele ~i dimensiunile degajarilor, canalelor, precum ~i razele de racordare sunt standardizate prin STAS 7446-66. Tesirea muchiilor arborilor la 45 ° (in locul unei racordari) este indicata pentru simplificarea procesului tehnologic. Inaltimea acestei tesituri trebuie sa fie eel putin egala cu raza de racordare. • Strunjirea suprafetelor conice extertoare. Suprafejele conice exterioare se pot strunji pe strunguri universale, pe strunguri revolver, sau pe strunguri carusel. .

•

312

Tehnologia constructiilor de mo1in.i

'

Prelucrarea pe strunguri se realizeaza prin urmatoarele metode: deplasarea transversala a papusii mobile, rotirea saniei portcujit, cu rigla de copiat, cu cutite late. Metoda deplasarii transversale a papusii mobile se · foloseste la prelucrarea suprafetelor conice lungi cu conicitatea mica, pentru ca deplasarea pe direcjie transversala a papusii mobile este limitata.

t n

~...,,..,..,.;.~~~

'

.

I

'

-

-

-

-

·-·

~~

xt --

J ~·

-

......

i

---:

- --

'

•

·re:>.

'

a

l

"

,

(-'

~

L

~1 '

-

.. !!' ... ._

~

~1

b Fig~ 10.15

Fig. 10.16

Corpul papusii mobile (fig. 10.16) se deplaseaza perpendicular pe linia varfurilor strungului cu distanta h ·(in plan orizontal) si, datorita acestei deplasari, axa semifabricatului formeaza un anumit unghi ·cu linia varfurilor. Ca urmare, la miscarea de avans longitudinal a caruciorului, cujitul va prelucra o suprafata conics. Deplasarea varfului papusii mobile .

'

.

.h .

=

L sina ,

(10.1)

.

unde a este unghiul de inclinare (jumatate din unghiul la varf al conului). Se observa ca: '

tga = (D ~ d)/(21)

'

(10.2)

(10.3) L[(D- d)/(2l)Jcosa, sau (10.4) h = (L/2)Kcosa , unde marimea K ·= (D - d) I l = 2 tga se numeste conicitate conform STA_S 2285/1-81. Pentru toate valorile as 8°, adica pentru toate valorile conicitatii Ks 1: 3,5, cosa < 0,99.~ Prin urrnare, daca es.te admisa o eroare de ordinul a 1 %, atunci se obtine

h

~i deci

=

'

(10.5) /1 = (L/2)K= (L/2)(D- d)/l. In cazul particular cand L = l , adica piesa are suprafata conica pe toata lungimea, deplasarea necesara a papusii mobile este A

h

(10.6) (l/2)K= (D·-· d)/2. Dezavantaju.l acestei metode este ca gaurile si varfurile de centrare se uzeaza neuniform, deoarece rezemarea nu se face corect pe intreaga suprafata a gaurilor de centrare. Pentru a evita uzarea neuniforma a gaurilor de centrare se pot folosi varfuri sferice. De asemenea, datorita faptului ca adancimea gaurilor de cen.trare nu este identica la toate piesele din. lot, se va obtine o valoare variabila a conicitatii suprafejei strunjite la diferite piese ale lotului. Metoda inclinarii saniei portcujit se foloseste la strunjirea suprafejelor conice precise, cu lungime mica. Lungimea conului este Iimitata de cursa saniei portcujit (fig. 10 .1 7). =

Tehnologia prelucrlrii suprafeJelor eilindric« 1i eoniee exterioar«

313

Sania portcujit este rotitl in jurul axei verticale cu unghiul a ~ U nghiul de rotire se citeste pe scala circulara a placii rotative pe care este montata sania portcujit. Avansul saniei pcrtcujit este manual, de aceea metoda are o productivitate mica ~i se foloseste la producjia de serie mica si individuala, Metoda utilizlrii riglei de copiat se foloseste la prelucrarea supraf ejelor co nice cu inclinare mica ~i lungime mare (fig. 10 .18). Rigla 1 se fixeazi la lnclinarea necesara pe · placa 3, ata~ata la batiu. Pe rigla sau linial se deplaseaza patina 2, solidarizata printr-un brat cu sania transversala 4. Avansul transversal este decuplat. La deplasarea Iongitudinala cu avans automat a caruciorului, cujitul este obligat de deplasarea patinei 2 pe rigla de copiat sa se deplaseze simultan ~i in directie transversala, objinandu-se suprafaja conica.

2

(

3

,j

--

..

-,

0 ............

Fig. 10.17

Q

•

3-....\._

•

-

.......

.

A

~~

-'-

2

._,;,

-~

--

1

Fig. 10.19

Fig. 10.18

Metoda strunjirii cu entire late se foloseste pentru suprafeje conice cu Iungimea generatoarei pana la (50 . . . 70) mm. Cujitul se fixeaza cu tai~ul paralel cu generatoarea conului ~i strunjirea se face numai cu avans transversal . . Prelucrarea suprafetelor conice exterioare pe strunguri revolver se poate face cu cutite late cu tais Inclinat in cazul unor suprafeje scurte sau cu dispozitiv de copiere pentru suprafeje cu lungime mare. In fig. 10.19 se prezinta schema unui dispozitiv pentru strunjirea conica prin copiere pe strung cu disc revolver. Pe peretele din spate al batiului se fixeaza rigla de copiat 1, care este urmarita de un surub, 2, solidarizat printr-un suport cu discul revolver 3. In timpul deplasan] longitudinale cu avans automat a capului revolver; surubul 2 obliga discul portscula sa se roteasca, astfel incat cutitul se va indeparta de axa piesei care se prelucreaza, realizand suprafaja conica. 111 timpul strunjirii, surubul de copiere este apasat pe rigla de copiat manual, de Ia roata de mana pentru rotirea discului portscula. Pentru strungurile cu turela-revolver strunjirea suprafetelor conice se face, de asemenea, cu dispozitive cu rigla de copiat. Pe acelasi principiu de lucru se realizeaza ~i A

A

A

314

Tehnologia constructiilor de ma1ini

strunjirea suprafetelor profilate pe strunguri revolver, sablonul avand profilul necesar. Strunjirea suprafetelor conice pe strunguri carusel se poate realiza prin inclinarea saniei portcutit verticala, cu un unghi egal cu jumatate din unghiul la varf al conului. Pentru suprafete conice scurte cu lungimea generatoarei pana Ia 70 mm se pot folosi cujite late cu taisul paralel cu generatoarea conului. Suprafejele conlce se pot, de asemenea, strunji pe strungul carusel cu ajutorul unor dispozitive de copiat. Daca prin inclinarea suportului portcujit se pot objine conicitaji . 2 a .s 90°, cu dispozitivele de copiat se pot objine conicitaji 2 a~ 120°. '

'

'

'

'

'

10.5 .. Tehnologia prelucrarii arborilor prin frezare '

'

A

Prelucrarea arborilor in trepte se poate realiza si prin frezare. In acest caz piesa executa miscarea de rotatie in jurul axei 'sale (si uneori o miscare de avans axial), iar scula de frezat executa atat miscarea de rotajie corespunzatoare vitezei econornice de asehiere, cat §i o miscare de avans transversal sau longitudinal.

•

•

•

!JI'

'

..

np

nr

5l

a

•

b

Operajia de frezare se poate executa pe . strunguri orizontale, verticale, revolver sau pe masini-unelte speciale, in funejie de volumul de producjie, de precizia dimensionala si de forma, de material etc. Sculele folosite la executarea operatiei de frezare pot fi: frezc-disc, cilindrofrontale, capete de frezat . etc. Alegerea frezelor se face in functie de felul suprafejelor de

prelucrat. Dupa forma arborelui ~i metoda de aschiere, frezarea poate fi: cilindrica, frontala si

•

combinata.

c

trepte

Fig. 10.20

Frezarea arborilor se poate executa

in in A

sensul avansului sau contra avansului (fig. 10.20), ultimul procedeu asigurand o precizie mai buna, insa avansul pe dinte trebuie sa fie mic. La prelucrarea de degrosare se folosesc freze cu diametrul mic, cu dinti marl ~i rari, care sa permita aschierea cu avans pe dinte mare si adancime de aschiere mare. In cazul prelucrarii de prefinisare ~i finisare se utilizeaza freze cu diametrul mare, cu dinti multi ~i mici. Pentru prelucrarea materialelor cu duritate mare 'Se utilizeaza freze cu dinji mici ~i desi, iar pentru materialele cu duritate mica se folosesc freze cu dinji rnari ~i rari. '

'

A

'

'

'

'

'

315

Tehnologia prelucriuii suprafetelor cilindrice 1i conice exterioare

Stabilirea regimului optim de aschiere se face jinand seama de procedeul de frezare, de masina-unealta, de dimensiunile, tipul ~i constructia frezei, de diametrul arborelui, de marimea adaosului de prelucrare, de calitatea suprafejei de objinut. Pentru determinarea regimului de aschiere prin frezare sunt necesare urmatoarele date: desenul de executie al arborelui, desenul semifabricatului, date despre masina-unealta ~i volumul de productie al arborelui. Cunoscandu-se aceste date, · se stabileste mai intai adancimea de aschiere, apoi dimensiunile ~i tipul frezei. Apoi se stabileste avansul pe dinte sd siavansul pe minut sm. Marimea avansului pe dinte este determinata in funcjie de rigiditatea masinii-unelte, Pentru frezarea arborilor care se executa ·din niateriale ·cu duritate _mare, cu freze din otel de. scule sau ojel rapid, se aleg avansuri de (0,03 ... 0,08) mm/dinte iar pentru materiale moi de (0,6 ... 0,1) mm/dirtte. Valorile minime se aleg pentru freze cu diametre mari. La prelucarea cu freze cu placute din carburi metalice avansul pe dinte creste cu 40%. Precizia de prelucrare ce se poate obtine la frezare este de (0,01 ... 0,05) mm/lOOOmm . La prelucrarea cu joc (grup) de freze, precizia de prelucrare este de (0,05 ... 0,3) mm/1000 mm. Productivitatea muncii la prelucrarea prin frezare creste comparativ cu strunjirea, in special in cazul prelucrarii arborilor mari turnati, forjati sau matrijaji, ca urmare a cresterii durabilitajii sculelor aschietoare ~i a prelucrarii cu viteze de aschiere mari. In acest scop por fi uitilizate strungurile cu turajii joase sau strungurile carusel, care pot fi transformare, Ia.ra investijii mari, pentru prelucrarea prin frezare, prin adaptarea unor "' capete de frezat. In cazul volumului mare de arbori, prelucrarea se face pe masini speciale de frezat. Frezarea arborilor in trepte se poate efectua prin urmatoarele metode: frezarea cu capete de frezat tubulare; frezarea cu freze cilindrice, frezarea cu capete de frezat frontale . '

.

A

•

•

Fig. 10.21

Fig. 10.22

Dupa prima metoda se frezeaza, de obicei, arborii scurji (fig. 10.21). Capetele de frezat tubulare pot fi executate din otel rapid sau cu dinji demontabili, cu placuje din carburi metal ice. . '. · In cazul prelucrarii cu freze cilindrice, arborele se fixeaza in· pozijie verticals cu ·un capat . in. universal §i cu celalalt capat in varful strungului, Frezele cu care . se face · prelucrarea se fixeaza pe doua axe diametral opuse, avand aceleasi sensuri de. rotatie (fig. . 10.2.2). Dupa cum se observa din figura, jocul de freze de pc arnbele axe este identic. Acest lucru permite ca prelucrarea arborelui sa fie terminata dupa o rotatie a acestuia ~u 180 ". Pentru a efectua prelucrarea pe intreaga suprafata a arborelui se recornanda sa se .

~

'

.

.

'

.

316 . .

Tehnologia construetiilor dt ma1ini .

.

.

imprime acestuia o rotatie ·cu 5° mai mult, adica pe 185°. Daca jocul de freze de pe cele doua axe nu este id en tic, atunci prelucrarea arborelui se face dupa o rotatie de 3 70 ". . . La formarea jocurilor de freze de pe cele doua axe, in cazul reprezentat in fig. 1 O ~23,. trebuie sa se aiba in vedere ca incarcarea celor. doua axe portfreze sa fie egala (forte de aschiere egale), pentru a evita deformatia arborelui in timpul prelucrarii, Productivitatea rnuncii la .aceste metode de prelucrare este foarte mare. Precizia de prelucrare ce se poate objine este de 0, 1 mm. Timpul de reglare a masinii-unelte pentru . frezarea unui ·arbore in trepte de complexitate medie este de aproximativ (60 ... 80) min. ~

•

I

Fig. 10"23

Fig. 10.24

Frezarea cu capete de frezat frontale (fig. 10 .24) se deosebeste de primele doua variante prin aceea ca scula cu care se face prelucrarea este mai simpla. Aschierea se desfasoara mai linistit, datorita contactului permanent ce se asigura intre scula si suprafata ce se prelucreaza .

10.6. Tehnologia prelucrarll arborilorprin brosare Prelucrarea prin brosare este o metoda foarte productiva care asigura, in acelasi . tirnp, obtinerea unei precizii §i unei calitati a suprafetei prelucrate ridicate (R0 = 1,6 µm)·. · ... In afara de aceasta, prelucrarea prin brosare se poate executa intr-un ciclu serniautomat, ceea ce permite folosirea rnuncitorilor CU: un grad de calificare mal scazut, · . Inultimul timp prelucrarea prin brosare s-a extins ~i asupra suprafejelor exterioare de revolujie. La prelucrarea prin brosare a arborilor, adaosul de prelucrar.e se indeparteaza succesiv de numarul mare· de munchii aschietoare ale brosei. · . Brosarea arborilor netezi ~i in trepte se poate executa cu brose plane (fig . 10.25), cu ... brose circulare exterioare ·(fig. 10.26, a) ~i cu brose circulare interio·are (fig. 10.26, b) .. In fig. 10.27 se prezinta o brosare cu miscare planetara a piesei. · Dupa miscarile de lucru, brosarea poate fi libera, cand brosa are o miscare rectilinie sau circulara (dupa felul brosei) iar piesa o miscare de rotajie (care da viteza de (

A

.

.

•

•

Tehnologia prelucrarii supra/eJtlor cilindriee 1i conice exterioare

flp(I

f

2

I

~

317

I •

•

·-t··

ill .

• .

-·

.'

-

.

··-

-

-,

.

t

I

•

(

'I

--------------------'

I

-t--.

\ .

flb.

-~11--

b

•

•

. a Fig. 10.25

Fig. 10.26

aschiere) sau fortata, cand piesa are o miscare de rotatie lenta in jurul centrului sectorului circular care se prelucreaza (fig. 10. 28) . La brosarea fortata dinjii brosei nu au suprainaltare. Brosarea libera se executa cu viteze mari de rotajie a piesei si cu avansuri mici ale brosei, iar brosarea fortata cu viteze mici de rotajie a piesei si avansuri mari ale brosei.

•

•

~-

L1-

•

N

,J I

.. ·.t

.

I I •

I

•

s»

•

•

'({

.

,8

•

I 1 •• I

• er

Fig. 10.27

Fig ... 10.28

I I t 0

•

a

Fig. 10.29 .

La brosarea suprafejelor cilindrice cu bro~a circulara cu cutite la exterior, grosimea aschiei va varia de-a lungul arcului MN (fig. '10.29), corespunzator variajiei continue a razei semifabricatului r v , care se poate exprima ca o funcjie: .

drv I dt =

f ( dsc I dt) ·. .

(10. 7) .

.

Deci, variatia razei rv va da tocmai variatia grosimii aschiei, care depinde direct de viteza dedeplasare a sculei. Deci, avansul radials, este in funcjie de avansul circular sc. . . Pentru a se · asigura condijii normale de desfasurare a procesului de aschiere la care se obtine forma corespunzatoare a piesei care se prelucreaza este necesar ca turajia . piesei nP sa fie mai mare ca turajia brosei nP > nb . Astfel, din cele doua miscari relative . · luate in acest caz, la periferia piesei se va genera o hipocicloida, .

.

.

.

•

318

Tehnologia constructiilor de ma1ini

)

.

.

l

I

Din triunghiul OM01 (fig. 10.29) rezulta valoarea razei r; :

I

I

I ''

r-v

=

1 A ·2

v -.

;

R 2 . - 2AR

OOs ~a '

'v ~ /(A - R)2 + ·2AR (1--_

sau

2

'» =

.'

(10.8) (10.9)

cos/3) ;

r1 + 2AR (1 - oos/j)

(10.10)

,

in care: A este distanta dintre centrul brosei ~i central piesei, mm; R - raza de la centrul brosei pana la muchia aschietoare a dintelui, mm; f3 - unghiul format intre A $i · R, in momentul primului contact intre dinte ~i piesa; r; - raza variabila a piesei, mm; r1 - raza finala a piesei prelucrate, mm. A~a dupa cum se observa, relatia (10.10) reprezinta legea de miscare a fiecarui punct de pe muchia aschietoare ~i este tocmai ecuatia hipocicloidei. Derivand relajia (10. 10) in raport cu timpul, se obtine d rv I d t

f + AR ( 1 -

AR (sin {3) I r

=

cos /3) d /3 I d t

.

(10.11)

•

Tinand seama de relatia (10.10), se obtine

dr, I dt = (AR Irv) (sin~) d/3 I dt , dr, I d/3 = az ·== (AR/ rv) sinf3 .

adica

(10.12)

Din relatia ( 10 .12) se trage concluzia ca grosimea aschiei pe dinte este variabila, dupa o sinusoida, iar marimea ei depinde direct de valoare variabila a unghiului {3 ., adica de rotirea sculei. La inceputul prelucrarii, se poate observa (v. fig. 10.29) ca I - ·~ .... . ,, ,.•t•• ,. 4 ,. ..... • ••

St

'.

:

!

•

~

-

-

nc l.

-•

•I

~

·~

"'.I!'

2

•

~

..

• •

•

~

a

b

......,.• •

.. 'j

.... ·•

i.:• #

.

...,. .....

'

4

.......

nd ~

....

-

.I iii •

l \.

l/

~

•

•

•

•

5

• •

I

~

~· ' .....' ' .... . ~' C"tns·•

.# ••

•

. •. ... nd' J

c>

•

•

•• •• • •

•

e I

' .

a;

~

.. . "'

-

•

••

•

i.'I..

j

•• ••

'

s;

•

. •

'

"j

re.(C,

•

• •

•• •

•

'I

•••

'

- t(,,~· '

......

~

! \'

..... "'

•t

'

'

•

•

~·

• t

'

•

d Fig. 10.36

• rectificarea prin inclinarea mesei superioare se aplica in cazul pieselor lungi avand conicitatea mica, de maxim 10° (fig. 10.36, b); • rectificarea prin rotirea papusii portpiesa se aplica in cazul pieselor scurte ~i de conicitate mare (fig. 10.36·, c); • rectificar.ea prin rotirea papusii portpiatra se aplica in cazul pieselor de lungime relativ mare ~i conicitate mare, prinse intre varfuri (fig .. 10.36, d). .

.

10. 7 .4. Rectificarea exterloara

fara centre

Arborii in trepte scurji si cei netezi se rectifies pe masina de rectificat fara centre, cu rezultate foarte bune, in special, in cazul productiei de serie mare si de masa. Pentru arborii netezi lungi ~i foarte lungi, rectificarea rara centre reprezinta singura metoda posibila de aplicat. Rectificarea flira centre a arborilor se poate executa in doua moduri: • Cu un singur disc abraziv 2 (fig. 10.37), arborele 1 care se rectifica, sprijinit pe doi suporji metalici 3, avand miscarea de rotatie ~i de avans. Procedeul este folosit rar, fiind neeconornic. • Cu dona discuri abrazive (fig. 10*38), dintre care discul 1 este de rectificat, iar 2 de antrenare. Ambele discuri se rotesc in acelasi sens, insa cu turajii diferite. Discul de rectiflcat are o viteza periferica egala cu a celor de Ia masinile de rectificat intre varfuri, adica 25 ... 30 m/s. Discul de antrenare are o viteza periferica mult mai mica, 0,3 mis (18 m/min), §i este inclinat fata de discul de rectificat cu un unghi a (fig. ·10.38, c). .. Pentru a mari frecarea dintre piesa ~i discul conducator, acesta se executa cu un liant de vulcanita Piesa 3, sprijinita pe linealul 4, este antrenata de discul conducator, care are un coeficient de frecare mai mare decat a discului de rectificat, cu o viteza periferica data de relatia vp ·= vda Kcosa [m/min] , (10.16)

Tehnologia prelucriirii suprafetelor cilindrice . .

§i

323

conice exterioare

in care: l'p este viteza periferica a arborelui, m/min; vda - viteza discului de antrenare, m/min; K - coeficientul care tine seama de alunecarea care are Joe intre discul de· antrenare si piesa (valoarea lui este data in functie de unghiul a al axei de rotajie a discului de antrenare: pentru a= 1,5°, K =0,.91; pentru a= 3°, K =0,95; pentru a= 5°, . . K == 0,93, iar pentru a== 6°, K =· 0,92). .

1

I

2

z

J

I •••

J 2

•

/

I

.

3

a

•

Fig. 10.37

, J

.~.._

~. ...... .. ·Ft..~.,............... ..,,. , '• ......... .

,.

··-

··~-t-+~

~~

..,.._-.c::-=-1-.·_._._

. ··-· .: .,, ..".. ,,.: ...... .

~

., .....

-4

n'*' SI

l/.

,.. l .: -

"

.

.

c

Fig. 10.39

Fig~ 10.38

Rectificarea !ara centre se poate efectua cu avans longitudinal s1 (fig. 10.38) sau cu avans transversal s1 (fig. 10.39). Rectificarea cu avans longitudinal se recornanda, in special, la prelucrarea arborilor netezi, Rectificarea arborilor in trepte sau a pieselor conice se face cu intreruperea avansului longitudinal de catre un opritor fix. A vansul longitudinal al arborelui intre cele doua discuri abrazive se asigura datorita inclinarii discului de antrenare cu un unghi a, care creeaza o componenta suplimentara a forjei de frecare indreptata in lungul axei de rotajie a arborelui, Viteza de avans longitudinal se determina cu relatia vsI

= vda Ksina

[ m/min] .

(10.17)

Marimea unghiului a depinde atat de natura materialului care se prelucreaza, cat side lungimea arborelui de rectificat. Valoarea unghiului a este cuprinsa intre 1,5° ~i 6°. La arborii scurti, din ojel, se recomanda un unghi a de 1,5° ... 2,5°, iar la cei lungi pana la 3,5°. La arborii din fonta, unghiul a poate ajunge pana la 4,5°, deoarece alunecarea este mai mare. Rectificarea cu avans transversal este procedeul care permite prelucrarea arb·orilor in trepte ~i profilaji. . · La rectificarea cu avans transversal celc dona discuri abrazive au axele de rotatie paralele sau au o inclinare redusa de 0, 5 °... 1 °. A vansul se realizeaza prin deplasarea transversala a discului de antrenare pana. la opritor, piesa asezandu-se pe linealul · de I

.

Tehnologia construe/ii/or de masini

324

sustinere. Dupa rectificare, discul de antrenare se retrage in pozitia inijiala, iar piesa se indeparteaza, de asemenea, manual sau automat, Valoarea avansului se ia ·in funcjie de precizia de prelucrare, de calitatea suprafejei impusa arborelui, fiind cuprinsa intre limitele de (0,003 ... 0,02) mm/rot. La rectificarea !ara centre se poate obtine o precizie de prelucrare la diametru de 0,005 mm ~i de (0,002 ... 0,003) mm la forma geometrica (dupa un numar de 6-7 treceri ale piesei printre discurile abrazive).

in cazul rectificarii tara centre se va avea in vedere ca centrul arborelui sa nu fie pe axa celor doua discuri abrazive (fig. 10.38, a ~i b) , deoarece favorizeaza aparitia erorilor de forma (poligonalitatea). Distanta /1, care reprezinta deplasarea liniei centrelor

d.iscurilor abrazive in raport cu centrul piesei, nu trebuie sa aiba mai mult de 20 mm, obisnuit (10 ... 15) mm, peste linia centrelor discurilor abrazive, in cazul rectificarii arborilor cu diametrul mai mare de 15 mm, sau circa (2 .... 3) mm sub linia centrelor, cazul prelucrarii arborilor cu diametrul mai mic de 15 mm. De asemenea, valoarea optima a unghiului f3 (unghiul de inclinare al linealului. de reazem) este de circa 30 °. Rectificarea tara centre ofera o serie de avantaje faJa de rectificarea intre varfuri, d.intre care cele mai importante sunt: - elimina din procesul tehnologic de prelucrare a arborelui operatia de centruire, realizandu .. se economie de timp pe bucata. - elimina erorile de centrare, · dand posibilitatea folosirii unui adaos mic de prelucrare, care ajunge, in unele cazuri, pana la (0,02 ... 0,03) mm, ceea ce conduce in afara de economia de metal, la ridicarea productivitatii ~i a preciziei de prelucrare; - da posibilitatea automatizarii complete a intregului ciclu de lucru al masinii: . - posibilitatea rectificarii axelor lungi ~i subtiri care; la prelucrarea pe masini de . rectificat intre varfuri, necesita utilizarea Junetelor ~i a regimurilor de aschiere neproductive, .

.

Rectificarea

.

.

rara centre

prezinta si unele dezavantaje, si anume: =-· necesita un timp de reglare mai mare decat in cazul rectificarii lntre varfuri; aceasta impiedica aplicarea procedeului in cazul producjiei individuale $i de serie mica de piese; - nu asigura concentricitatea suprafejelor interioare cu cele exterioare care se rectifica: la rectificarea arborilor i11 trepte nu" se poate realiza dispunerea suprafejelor tuturor treptelor pe aceeasi axa de simetrie decat daca se utilizeaza dispozitive speciale, fapt ce scumpeste operatia de rectificat . .

10.8. Tehnologia netezirti arborilor

Prelucrarea de netezire asigura, indeosebi, irnbunatatirea calitatii (rugozitatea) suprafetelor, cu respectarea dimensiunilor indicate in desen, precum si a conditiilor tehnice. "' In unele cazuri se objine, in afara lmbunatatirii calitatii suprafejei prelucrate, ~i o marime a preciziei dirnensionale. Cele mai utilizate metode de netezire a suprafetelor cilindrice extcrioare sunt: strunjirea de netezire, severuirea, rectificarea de netezire, honuirea, rodarea, lepuirea, lustruirea, vibronetezirea (superfinisarea), netezirea insotita de durificarea prin lovire, rulare, alunecare, vibroapasare s.a, '•

325

. Tehnologia prelucrdrii suprafetelor cilindrice 1i conice exterioare

10.8.1. Strunjirea de netezire Acest procedeu de netezire a suprafejelor se caracterizeaza prin viteze de aschiere foarte mari, adancimi de aschiere mici $i avansuri reduse, utilizandu-se in acest scop cutite cu placute din carburi metalice (P 10 , P 01 , pentru prelucrarea otelului ~i Ko1 , pentru fonta) sau cu varf de diamant. Cujitele cu varf de diamant se utilizeaza pentru strunjirea aliajelor de alurniniu, de magneziu, de siliciu etc., care nu pot fi prelucrate prin rectificare, lntrucat imbacsesc discul abraziv. Precizia d imensionala ce se objine prin stunjirea de netezire este IT 6 . • . IT 4 , iar rugozitatea suprafetei Ra =· (0,2 ... 1,6) µm. Strunjirea de netezire se realizeaza cu urmatorul regim de aschiere: -· viteza de aschiere v = (180 ... 3.00) m/min, pentru cutite cu placute din carburi metalice si v = (2000. ~. 3000) m/min, pentru cutite cu varf de diamant; - adancimea de aschiere t = (0, 05 ... 0 ,3) mm; - avansul s = 0, 03 ... 0, 1 mm/rot, Adaosul de prelucrare prevazut pentru aceasta operatie este de (0,05 ... 0,3) mm,

10.8.2. Severuirea suprafetelor cilindrice ~i conice Netezirea prin severuire se aplica in cazul productiei de serie mare si de masa a arborilor netezi si in trepte (fig. 10.40), dupa strunjirea de finisare, inlocuind operatia de rectificare. Acest procedeu este mult mai productiv decat rectificarea, dar se poate aplica numai in cazul arborilor netrataji termic, avand duritatea HRC ·~ 38 dabl/mm", Severuirea asigura o precizie de prelucrare de (0,002 .... ·0,05) mm si o rugozitate a suprafetei Ra =(0,2 ... 0,8) µm. Regimul de aschiere f olosit se aseamana cu eel de la rectificare, adica scula aschietoare are o viteza periferica mai mare, iar piesa se roteste cu o viteza mai mica. Adaosul de prelucrare prevazut pentru aceasta operatic este de circa 0,25 mm ~i se inde-

parteaza dintr-o singura trecere. Prelucrarea se realizeaza cu racire abundenra, Pentru severuire sunt necesare rnasiniunelte si scule speciale, scula aschietoare avand insa durabilitatea mai mare. .

.

.

b

a Fig. 10.40

10.8.3. Rectificarea de netezire (rectificarea rapids) Procedeul se deosebeste de ·rectificarea obisnuita prin regimul dt aschiere folosit, cu scopul de a realiza o rugozitate foarte buna a suprafejelor prelucrate, Ra= (0,2 ... 0, 1) µm, ~i o precizie dimensionala corespunzatoare IT 5, IT 4• ...... •

•

Tehnologia constructiilor de ma1ini

326

.

'

Viteza periferica a discului de rectificat este de (50 ... 60) m/s, iar viteza periferica a piesei care se prelucreaza este de (40 ... 50)· m/min, adica de 1,5 ... 2 ori mai mare decat la rectificarea obisnuita. in cazul pieselor grele, viteza periferica este de (15 ... 25) m/min.

La rectificarea de netezire cu avans longitudinal se recomanda sa se lucreze cu un avans de (1 ... 2) mm/rot ~i cu adancimea de aschiere de (0,003 ... 0,006) nun, la o cursa dubla, Aplicarea acestei metode necesita Insa o serie de masuri privind constructia ~i rigiditatea masinii-unelte, ~i anume:

- la masinile existente de rectificat exterior cilindric, pentru rectificarea rapida, se va mari puterea motorului electric, pentru antrenarea discului de rectificat, in medie cu .50 % ; - se va asigura o ungere cat mai buna a lagarului arborelui principal al masinii de. rectificat ( arborele portdisc); , . - pentru -a asigura protectia mnncitorului , in cazul spargerii discului abraziv, va trebui imbunataJita constructia carcasei discului de rectificat; - se va mari debitul lichidului de racire si ungere de aproximativ 2 ori, in comparajie cu eel care se consuma Ia rectificarea obisnuita. Rectificarea de netezire se realizeaza cu consum mare de timp, de aceea aplicarea procedeului poate fi considerata rationala cand, din lipsa de utilaje, nu se poate aplica o alta metoda mai productiva. .

'

4.

'

10.8.4. Honuirea exterioara Honuirea exterioara se executa cu un dispozitiv special (cap de honuit sau hon), pe care sunt fixate un numar de (4-6--8) bare abrazive cu granulatie fina (fig. 10.41). Barele abrazive pot fi din electrocorund (pentru prelucrarea pieselor din otel, alama, bronz, aluminiu, materiale sintetice etc.), carbura de siliciu (pentru fonta) sau diamant (pentru cazuri speciale) ~i sunt montate extensibil in capul de honuit, asigurand o presiune de (10 ... 15) daN/cm2,, la prelucrarea prealabila a pieselor din otel calit $i de (2 ... 8) daN/cm2, pentru piesele din ojel necalit; la finisare presiunea este mai mica. Granulatia barelor abrazive pentru honuirea prealabila a suprafetelor este intre 16 ~i 4, iar pentru finisare intre M28 ~i M7, folosindu-se liant ceramic sau de bachelita cu duritatea K ... P (cu cat materialul prelucrat este mai dur, cu atat se alege un grad de duritate mai mic pentru discul abraziv).

Miscarile de lucru la honuire sunt: - miscarea de rota tie a piesei cu viteza ·v, . . 35) m/rnin;

•

~~·~...c.,L.1.~-.u..i~

...

- rniscarea de translatie alternativa a capului de ho-

® 0

nuit cu viteza de deplasare axiala a dispozitivului este vd ax ~ =· (5 ... 15) m/min. Miscarile de lucru fiind combinate, traiectoriile granulelor abrazive pe suprafata care se prelucreaza au forma unor linii elicoidale, care se intretaie formand o rejea de hasuri, caracteristica pentru acest procedeu. Adaosul de prelucrare pentru aceasta operajie este de (0,02 ... 0,2) A

' . Fig. l.0.41

= ( 10

mm.

_

.

.

In urma honuirii suprafetelor exterioare, se obtine precizia IT3, IT4 ~i rugozitatea R, = (0,05 ... 0,5) µm.

Tehnologia prelucriirii suprafetelor cilindrice 1i conice exterioare

327

Productivitatea procedeului este mare in comparatie cu strunjirea sau rectificarea, datorita suprafetei de contact mare dintre barele abrazive ~i suprafata de prelucrat. Prelucrarea se realizeaza cu ungere abundenta, utilizand 90 % petrol ~i 10 % ulei, in cazul prelucrarii otelului si numai petrol, in cazul prelucrarii fontelor .. Operatia premergatoare honuirii poate fi strunjirea de finisare sau brosarea.

10.8.5. Lepuirea Lepuirea este operatia de netezire executata cu granule sau pulberi abrazive in suspensie, introduse intre suprafaja de . prelucrat si dispozitivul de lepuit, care executa · miscarea principala, semifabricatul efectuand miscarile de avans. Caracteristica acestui proces aschietor o constituie construcjia sculei folosite pentru prelucrare - dispozitivul de lepuit. Aceste dispozitive se executa din fonta, bronz, plumb, compozitie de lagare, lernn etc., avand forma sernifabricatului de prelucrat. Granulele sau pulberea abraziva se irnprima pe suprafata dispozitivului, fie ,.in cursul operajiei de lepuire, fie in prealabil (cu ajutorul unor placi sau bare de ojel). In unele cazuri, materialul abraziv se depune pe suprafaja activa a dispozitivului de Iepuit sub forrna de pasta, la care liantul este o substanja activa din punct de vedere chimic, avand diferite compozitii (ceara si parafina, amestec de seu ~i petrol lampant etc.). Procesul de lepuire este intensificat in acest caz de substanta activa din punct de vedere chimic, care forrneaza o pelicula de metal oxidat, ce se indeparteaza sub actiunea granulelor abrazive . .

'

.

.

.

•

2

n,

I --~=ftttittJjt::m::t::_

J

2

3 •

I

•

4 -----~.-c::~

+---· •

s->: Fig. 10.42

Fig. 10.43

....

fig. 10.42 s-a reprezentat schematic un dispozitiv de lepuit piese - de tipul bucselor. Semifabricatele 1 sunt introduse Intre discurile excentrice 2 ~i 3, care se rotesc in ·sens invers, cu turatii diferite. Semifabricatele sunt introduse lntre tijele separatorului 4, care se rotesc liber in jurul arborelui 5. Discurile 2 si 3 imprima o miscare de rotajie si, in acelasi timp, o miscare rectilinie alternativa in directia . tijelor, cauzata de excentricitatea e. Datorita vitezelor diferite de lucru a celor doua discuri, se va produce si o alunecare relativa intre discuri ~i semifabricatele de prelucrat. · Lepuirea se poate face mecanic sau manual, viteza de aschiere in cazul lepuirii mecanice este de circa 100 m/min, iar in cazul lepuirii manuale de (10.' .. 30) m/min, Presiunea de lucru este de (0., 7 ... 3,5) daN/cm2• I.11

~·

Tehnologia constructiilor de ma1ini

328

La lepuirea manuala, dispozitivul de lepuit (fig . 10.43) este constituit din bucsa cilindrica J, prevazuta la. interior cu un inel elastic 2.. care se poate regla la dimensiune cu ajutorul suruburilor 3. Lepuirea se executa in cazul suprafetelor cilindrice exterioare prin rotirea piesei pe strung, pe masina de rectificat sau pe o masina specials si prin deplasarea axiala alternativa a dispozitivului de lepuit. · - Prin Iepuire se rnareste precizia dimensionala ~i se ootin supraf ete de cea mai buna . calitate, Ra == 0,012 µm. Deoarece prin lepuire nu se poate corecta decat in foarte mica masura forma geometrica a piesei, aceasta trebuie sa fie corect executata de la prelucrarile anterioare . Adaosul de prelucrare este mic, avand valori de (5 ... 20) µm pe diametru. Prin lepuire se prelucreaza suprafetele active ale instrumentelor de masurare de mare precizie, a sculelor aschietoare, a bielelor, rolelor ~i inelelor pentru rulmenji, fusurile arborilor cotiji, bolturile de pistoane etc.

10.8.6.· Rodarea

-,, II

Fig. 10.44

Rodarea este operatia de netezire a suprafejelor cilindrice exterioare cu pulberi sau granule abrazive in suspensie, introduse intre piesele care, in· serviciu, lucreaza in contact (piesele conjugate). . Rod area poate fi ef ectuata manual, semimecanizar (cu ajutorul unei masini-unelte rotative oarecare, strung, masina de burghiat) sau mecanizat (cu ajutorul unei rnasini de rodat). Materialele abrazive folosite la rodare sunt: corindonul, electrocorindonul, smirghelul, diamantul, piatra ponce, diatomitul etc. Pentru a rnari productivitatea de rodare se utilizeaza pasta abraziva cu actiune chimico-mecanica. Un exemplu clasic de prelucrare prin rodare il constituie A

rodarea supapei si a scaunului de supapa (fig. 10.44 )"' Intre cele doua suprafete~j~ eta~are se introduce pasta abraziva ~i se imprima supapei o miscare oscilatorie /, apasand-o in acelasi timp spre scaunul supapei, II~ Pozijia relativa dintre cele doua suparfete conjugate se schimba periodic, dupa u11 anumit nurnar . de miscari, pentru a se objine un contact bun intre suprafete, in orice pozitie relativa a lor.

10.8. 7. Lustruirea I. . ustruirea este operatia de prelucrare fina a suprafetelor, execurara cu panze abrazive sau cu abrazivi in suspensie, in scopul objinerii unei suprafeje cu aspect lucios, rara a impune insa respectarea unor conditii dimensionale. Suprafetele lustruite sunt mai rezistente la uzare §i la coroziune ~i au ·un coeficient de frecare mai mic . . Lustruirea mecanica se face cu ajutorul unor discuri din lemn, pasla! carton presat sau masa plastica, pe· suprafejele carora se depune 0 pasta abraziva, formats din ulei, parafina, stearina ~i material abraziv cu. granulatie foarte fina. Discul are o viteza ·periferica mare, (12..... 15) m/s.

329

Tehnologia prelucriirii suprafejelor cilindrice §i conice exterioare . ' .

Materialul abraziv se poate introduce in zona de aschiere ~i direct sub forma de pulbere (uscat) sau aflat in suspensie in· ulei, petrol sau apa. Lustruirea se poate face ~i cu ·

panz·a abraziva,

·

·

Lustruirea se utilizeaza in mod deosebit la finisarea decorativa a diferitelor piese din. industria . de automobile, aparate de masura si control, articole de larg consum etc., precum ~i ca operatic pregatitoare in vederea acoperirilor galvanice (cromare, nichelare etc.). .

10.8.8. Vibronetezirea (superfinisarea)

•

Vibronerezirea este o metoda de prelucrare foarte fina care se aplica atat arborilor trataji, cat ~·i celor netratati termic. Superfinisarea se face cu ajutorul a 2 -4 sau 6 bare abrazive, cu granulajia MS, apasate elastic pe suprafaja arborelui, care executa o miscare de rotatie (fig. 10.45). Pentru efectuarea operatiei de J superfinisare sunt necesare urmatoarele • lJ miscari de lucru: • - sernifabricatul executa miscarea de rotajie /, cu viteza periferica (12 ... 15) m/rnin pentru prelucrarea de degrosare si de ~·-30 m/min pentru finisare; - barele abrazive 2, fixate prin I intermediul suportului elastic 3 in jugul 4, executa miscari scurte rectil.inii - alternative Fig. 10.45 (vibratorii) JI - cu o frecventa de (500 .. . . 1500) curse duble/min, in functie de materialul prelucrat, lungimea cursei fiind de (1,5 ... 6) mm, precum si o miscare lenta de-a lungul axei arborelui de prelucrat, cu un avans longitudinal de 0, 1 mm/rot; presiunea barelor abrazive pe suprafata de prelucrat este de (1,4 ... 2,8) daN/cm2• Forma barelor abrazive trebuie sa corespunda identic cu suprafata de prelucrat · (pentru a asigura un contact cat mai intim). Latimea totala a barelor abrazive trebuie sa . reprezinte (30 ... 60) % din diametrul semifabricatului, iar lungimea barelor se la aproximativ egala cu Iungimea semifabricatului. Daca lungimea suprafetei de prelucrat este mai mare de 100 mm, se va da o miscare de avans axial semifabricatului sau sculei. Dimensiunile suprafejelor cilindrice. care se prelucreaza prin vibronetezire sunt cuprinse in. limitele